RANCANG BANGUN DISPENSER MINYAK GORENG DENGAN FLOWMETER MEKANIK DILENGKAPI DENGAN MICRO SD
DAN RTC BERBASIS MIKROKONTOLER ATMEGA328
SKRIPSI
ANGGI RIZKIA MARGOLANG 180821009
PROGRAM STUDI S-1 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
RANCANG BANGUN DISPENSER MINYAK GORENG DENGAN FLOWMETER MEKANIK DILENGKAPI DENGAN MICRO SD
DAN RTC BERBASIS MIKROKONTOLER ATMEGA328
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ANGGI RIZKIA MARGOLANG 180821009
PROGRAM STUDI S-1 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
PERNYATAAN ORISINALITAS
RANCANG BANGUN DISPENSER MINYAK GORENG DENGAN FLOWMETER MEKANIK DILENGKAPI DENGAN MICRO SD DAN RTC
BERBASIS MIKROKONTOLER ATMEGA328
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang maing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2021
ANGGI RIZKIA MARGOLANG 180821009
PENGESAHAN SKRIPSI
Judul : Rancang Bangun Dispenser Minyak Goreng Dengan Flowmeter
Mekanik Dilengkapi Dengan Micro SD Dan RTC Berbasis Mikrokontroler ATMega328
Kategori : Skripsi
Nama : Anggi Rizkia Margolang
NIM : 180821009
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Ekstensi
Fakultas : MIPA - Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Februari 2021
Ketua Departemen Fisika Pembimbing,
FMIPA USU
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS Drs. Kurnia Brahmana, M.Si
NIP. 195903101987031002 NIP. 196009301986011001
RANCANG BANGUN DISPENSER MINYAK GORENG DENGAN FLOWMETER MEKANIK DILENGKAPI DENGAN MICROSD DAN RTC
BERBASIS MIKROKONTOLER ATMEGA328
ABSTRAK
Telah dibuat sebuah alat dispenser minyak goreng dengan flowmeter mekanik berbasis ATMega328. Alat ini menggunakan sensor mekanik, Mikrokontroler ATMega328, MikroSD/RTC, Power Supplay, Solenoid Valve, dan Display Oled.
Alat ini dimanfaatkan sebagai pengatur volume air. Dari kontainer minyak, cairan akan menuju flowmeter. Di dalam output flowmeter akan memberikan nilai/pulsa, kemudia nilai/pulsa tersebut masuk ke dalam mikrokontroler. Maka data yang masuk tersebut akan sesuai dengan setting yang dibuat di keypad analog. Nilai/pulsa akan di setting 100cc, maka ketika telah 100cc mikrokontroler akan memberikan sinyal terhadap solenoid valve yang berfungsi untuk membantu menutup katup karena telah sesuai takaran. Cairan akan ditampung di botol penampung. Selanjutnya sinyal akan dikonversi dari sinyal kecil menjadi sinyal besar di driver. Kemudian data dari pengujian akan tersimpan di MicroSD/RTC, dan hasil dari output akan ditampilkan di display.
Kata kunci : Alat, Flowmeter, Micro SD, Mikrokontroler, Sensor.
DESIGN OF COOKING OIL DISPENSER WITH MECHANICAL FLOWMETER EQUIPPED WITH MICRO SD AND RTC BASED ON
MICROCONTROLLER ATMEGA328
ABSTRACT
A cooking oil dispenser with a mechanical flow meter based on ATMega328 has been made. This tool uses a mechanical sensor, Microcontroller ATMega328, MikroSD / RTC, Power Supplay, Solenoid Valve, and Display Oled.
This tool is used as a water volume regulator. From the oil container, the liquid will go to the flowmeter. Inside the flowmeter output will provide a value / pulse, then the value / pulse will enter the microcontroller. Then the incoming data will be in accordance with the settings made on the analog keypad. The value / pulse will be set at 100cc, then when it is 100cc the microcontroller will give a signal to the solenoid valve which functions to help close the valve, because it has the correct dosage. The liquid will be collected in the container bottle. Then the signal will be converted from a small signal to a large signal in the driver. Then the test data will be stored in the MicroSD / RTC, and the results of the output will be displayed on the display.
Keywords : Toll, Flowmeter, Micro SD, Microcontroller, Sensor.
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Esa, dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Shalawat beserta salam semoga senantiasa terlimpah curahkan kepada Nabi Muhammad SAW, kepada keluarganya, para sahabatnya, hingga kepada umatnya hingga akhir zaman, amin.
Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan dalam jenjang perkuliahan Strata I Universitas Sumatera Utara dengan Judul “Rancang Bangun Dispenser Minyak Goreng Dengan Flowmeter Mekanik Dilengkapi Dengan Micro SD Dan RTC Berbasis Mikrokontroler ATMega328”.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Drs. Kurnia Brahmana, M.Si selaku Pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini.
Terimakasih kepada Dr. Perdinan Sinuhaji,MS dan Awan Maghfirah,S.Si,M.Si selaku Ketua Departemen dan Sekertaris Departemen Fisika FMIPA-USU Medan, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, seluruh Staf dan Dosen Fisika FMIPA USU, pegawai FMIPA USU, Sahabat, dan rekan-rekan kuliah terutama Nurul Arafah, Chindy Geoffrey Jonanca, dan Nurhaliza yang telah banyak membantu, kakak dan abang kandung saya. Akhirnya tidak terlupakan kepada Bapak dan Ibu penulis Salmansyah Margolang dan Lisken Sitorus S.Pd.SD dan seluruh keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Allah Yang Maha Esa akan membalasnya,amin.
Medan, Februari 2021
Anggi Rizkia Margolang
DAFTAR ISI
Halaman
PENGESAHAN SKRIPSI i
ABSTRAK ii
ABSTRACT iii
PENGHARGAAN iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR ix
DAFTAR LAMPIRAN xi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Tujuan Penelitian 3
1.4 Batasan Masalah Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Flowmeter 4
2.1.1 Tipe Flowmeter 6
2.2 Mikrokontroler ATMega328 14
2.2.1 Konfigurasi Pin ATMega328 14
2.2.2 Fitur Mikrokontroler ATMega328 17
2.3 Micro SD 17
2.3.1 Sejarah MicroSD 18
2.3.2 Disain Dan Implementasi 19
2.3.3 Sistem Penyimpanan 20
2.4 RTC 20
2.4.1 Tujuan Dan Fungsi RTC 21
2.5 LCD (Liquid Crystal Display) 21
2.6 Keypad 24
2.6.1 Sejarah Keypad 25
2.6.2 Fungsi Dan Kegunaan 25
2.6.3 Jenis – Jenis 26
2.7 Solenoid Valve 30
2.7.1 Prinsip Kerja Solenoid Valve 31
2.8 Driver Motor DC 31
2.8.1 Prinsip Kerja Motor DC 32
2.9 Power Supplay 33
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Metodologi Perancangan 34
3.1.1 Alat Dan Fungsi 34
3.1.2 Tahap Pembuatan Sistem 35
3.2 Perancangan Sistem 35
3.2.1 Fungsi Setiap Blok Dari Diagram Blok Sistem 36
3.3 Diagram Alir (Flowchart) 37
3.3.1 Penjelasan Diagram Alir Flowchart 37
3.4 Perancangan Rangkaian 38
3.4.1 Rangkaian Mikrokontroler ATMega328 38
3.4.2 Rangkaian Relay Driver 40
3.4.3 Rangkaian Solenoid Valve 40
3.4.4 Rangkaian Keypad Jenis Analog 42 3.4.5 Rangkaian Data Logger Disimpan Ke MicroSD 43 3.4.6 Rangkaian LCD OLED 1.3 Inch Type i2C 44
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkaian 45
4.1.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega328 45
4.1.2 Pengujian Rangkaian Display 46
4.1.3 Pengujian Rangkaian Sensor Aliran (Flow) 48
4.1.4 Pengujian Rangkaian MicroSD 48 4.1.5 Pengujian Rangkaian Power Supplay 52
4.1.6 Pengujian Rangkaian Keypad 53
4.1.7 Pengujian Rangkaian RTC 56
4.1.8 Pengujian Rangkaian Solenoid Valve 59 4.1.9 Rangkaian Keseluruhan Sistem 60 4.2 Pengujian Keseluruhan Sistem Dengan Flowmeter 61
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 67
5.2 Saran 67
DAFTAR PUSTAKA 68
LAMPIRAN 69
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman Tabel
2.1 Pin Assignment 23
3.1 Tegangan Output Analog 42
4.1 Analisa Data Flowmeter Mekanik Sampel 50 mL 62 4.2 Analisa Data Flowmeter Mekanik Sampel 100 mL 62 4.3 Analisa Data Flowmeter Mekanik Sampel 150 mL 62 4.4 Analisa Data Flowmeter Mekanik Sampel 200 mL 62 4.5 Analisa Data Flowmeter Mekanik Sampel 250 mL 63
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
2.1 Head Type Primary Element 4
2.2 Wet Meters 5
2.3 Pneumatic Transmetter 6
2.4 Differential Pressure 7
2.5 Orifice Plate 7
2.6 Pitot Tube 9
2.7 Port Statis 10
2.8 Variable Area 10
2.9 Vortex 13
2.10 Mikrokontroler 14
2.11 Rangkaian Mikrokontroler ATMega328 16
2.12 Struktur Dasar LCD 21
2.13 LCD Display 16 x 2 22
2.14 Keypad Analog 24
2.15 Solenoid Valve 30
2.16 Rangkaian Solenoid Valve 31
2.17 Driver MotorDC 32
2.18 Power Supplay 33
3.1 Diagram Blok 36
3.2 Flowchart 37
3.3 Rangkaian Keseluruhan Mikrokontroler ATMega328 38
3.4 Diagram Blok ATMega328 39
3.5 Rangkaian Relay Driver 40
3.6 Bagian Solenoid Valve 41
3.7 On/Off Condition Solenoid Valve 41
3.8 Rangkaian Solenoid Valve 41
3.9 Rangkaian Keypad 42
3.10 Rangkaian DataLogger RTC 43
3.11 Rangkaian LCD OLED 1.3 Inch 44
4.1 Read Signatur Chup Mikrokontroler ATMega328 45
4.2 Skematik Rangkaian Display 46
4.3 Skematik Rangkaian Flow Sensor 48
4.4 Skematik Pengujian Rangkaian MicroSD 49
4.5 Skematik Pengujian Rangkaian PSA 52
4.6 Skematik Pengujian Rangkaian Keypad 53
4.7 Skematik Pengujian Rangkaian RTC 57
4.8 Skematik Pengujian Rangkaian Solenoid Valve 60
4.9 Rangkaian Keseluruhan Sistem 60
4.10 Board Rangkaian Sistem Keseluruhan 61
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman Lampiran
1. Lampiran Program Keseluruhan 69
2. Lampiran Program Dispenser 75
3. Lampiran Skema Data Logger 78
4. Lampiran Foto Pengujian 79
5. Lampiran Gambar Alat 83
6. Lampiran Data Sheet ESP-12 85
7. Lampiran Data Sheet Keypad 87
8. Lampiran Data Sheet Solenoid Valve 89
9. Lampiran Data Sheet Display 90
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem pengukuran merupakan bagian yang penting dalam dunia industri.
Melalui pengukuran, dapat diperoleh berbagai masukan untuk menentukan informasi dan kendali proses serta jaminan kualitas proses. Pengukuran dilakukan terhadap beragam parameter, dan salah satu parameter yang banyak digunakan dalam dunia industri adalah fluida (air).
Kemampuan untuk mengendalikanm proses dibutuhkan bagi para teknisi sebagai modal untuk menghadapi dunia industri nyata. Untuk itu, disamping mempelajari secara teoritis, dibutuhkan pula suatu alat ekspeimental yang dapat memodelkan suatu system kendali proses baik secara manual maupun otomatis. Alat ukur fluida yang banyak digunakan ada yang didasarkan pada perbuahan penampang aliran fluida.
Salah satu alat ukur fluida adalah flowmeter. Flowmeter adalah alat untuk mengukurjumlah atau laju aliran dari suatu fluida yang mengalir dalam pipa atau sambungan terbuka. Flowmeter umumnya terdiri dari dua bagian yaitu alat utama
dan alat bantu sekunder. Alat utama menghasilkan suatu signal yang merespons terhadap aliran karena laju aliran tersebut terganggu. Alat utamanya merupakan sebuah orifis yang mengganggu laju aliran yaitu menyebabkan terjadinya penurunan
tekanan.Jenis fluida yang diukur dapat berbentuk solid, gas, atau cair. Dalam penerapannya, flowmeter biasa digunakan untuk mengukur aliran berupa kapasitas,
kecepatan, maupun berat atau volume fluida memiliki aplikasi yang beragam. Penerapan dalam pemakaian flowmeter di sesuaikan dengan manfaat,
tujuan, dan kendala.
Minyak goreng merupakan salah satukebutuhan pokok manusia sebagai alat pengolah bahan-bahan makanan. Minyak goreng sebagai media penggoreng sangat penting dankebutuhannya semakin meningkat. Kini krisis minyak goring nyaris merata di hampir seluruh kota di negara yang menjadi salah satu penghasil minyak
kelapa sawit terbesar di dunia ini.Dengan kondisi harga minyak goreng yang semakin melambung tinggi, membuat sejumlah pelaku usaha memperjualbelikan minyak goreng bekas pakai atau yang biasa disebut minyak jelantah.
Minyak goreng jelantah adalah minyak limbah yang bisa berasal dari jenis-jenis minyak goreng seperti halnya minyak jagung, minyak sayur, minyak samin dan sebagainya. Minyak ini merupakan minyak bekas pemakaian kebutuhan rumah tangga umumnya.Minyak jelantah sangat berbahaya untuk kesehatan tubuh manusia karena telah mengalami kerusakan. Kerusakan minyak ditandai dengan bau tidak sedap, warna yang tidak jernih bahkan coklat kehitaman, dan berbusa.
Masyarakat sebagai penerus bangsa harus dilindungi keselamatan dan kesehatannya dari makanan yang tidak memenuhi syarat serta kerugian akibat dari
perdagangan yang tidak jujur. Minyak goreng merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia sebagai alat pengolah bahan-bahan makanan. Minyak goreng sebagai media penggoreng sangat penting dan kebutuhannya semakin meningkat. Dengan kondisi harga minyak goreng yang semakin melambung tinggi, membuat sejumlah pelaku usaha banyak melakukan kecurangan dengan menggunakanpenakar yang ukuran takarannya bisa saja berbeda dan tidak sama. Hal ini akan merugikan pihak konsumen karena tidak memenuhi syarat dan perdagangan yang tidak jujur. Tujuan dari alat ini diharapkan mampu membantu peanakaran agar takaran tersebut pas, jadi bias menarik kepercayaan konsumen dan menjadi salah satu solusi dari masalah tersebut.
(Muzakki,2014) Minyak goreng adalah bahan yang sering digunakan oleh manusia dalam kehidupan sehari-hari untuk kegiatan memasak. Namun masih ada para pedagang yang sering
melakukan tindak kecurangan dalam menakar dan mengurangi takaran nilai sebenarnya. Adapun sensor yang digunakan dalam alat ini yaitu sensor Flowmeter
Mekanik yang diharapkan mampu membantu penakaran agar takaran tersebut pas, karena nilai dari ketelitian sensor tersebut baik. jadi bisa menarik kepercayaan konsumen dan menjadi salah satu solusi dari masalah tersebut.Berdasarkan latar belakang diatas saya membuat alat dengan judul ―Rancang Bangun Dispenser Minyak Goreng Dengan Flowmeter Mekanik Dilengkapi Dengan Micro SD Dan RTC Berbasis Mikrokontroler ATMega328‖.
1.2 RumusanMasalah
Berdasarkan penjelasan pada latar belakang masalah diatasrumusan masalah yang dibahas didalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana menggunakan flowmeter pada dispenser minyak?
2. Bagaimana cara mengoptimalkan flowmeter pada dispenser minyak sehingga lebih teliti volume nya?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah disampaikan, Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan dispenser yang murah dengan kualitas memadai sehingga tidak merugikan penjual dan pembeli.
1.4 Batasan Masalah Penelitian
Pada penelitian ini terdapat beberapa batasan penelitian yang diberikan yaitu:
1. Pengambilan data menggunakan data logger dilakukan pada saat digunakan.
2. Mencantumkan hasil dariflowmeter secara detail pada display.
3. Tidak membahas secara detail mengenai rangkaian kontrol yang digunakan dalam perancangan.
1.5 Manfaat Penelitian
Terdapat dua bagian manfaat pada penelitian ini yaitu:
1. Manfaat bagi penulis:
1. Menambah ilmu tentang elektronika.
2. Menambah pengetahuan tentang pengoptimalan hasil daya listrik.
2. Manfaat bagi Universitas:
1. Sebagai bahan media pembelajaran.
2. Sebagai tambahan rekomendasi penelitian selanjutnya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Flowmeter
Flowmeter adalah alat untuk mengukur berapa jumlah aliran yang mengalir di dalam pipa. Flowmeter ada beberapa jenis yang di dunia instrumentasi. Berdasarkan dasar-dasar cara kerjanya flowmeter memiliki unsur utama yaitu berupa primary el- ement, head type primary element dan secondary element :
1. Primary Element (Unsur utama)
Unsur utama (Primary Element) nya adalah bagian kontak dengan media tekanan, baik secara langsung maupun tidak langsung, dan berinteraksi dengan perubahan tekanan. Primary Element adalah pengukur aliran menyebabkan tekanan diferensial, yang kemudian menghasilkan perhitungan aliran (flow computation).
Kategori yang paling khas Primary Element yang digunakan dalam pengukuran aliran adalah jenis head, yang pada dasarnya hanya terdiri dari beberapa
bentuk pembatasan sejalan flow. Primary Element umum lainnya termasuk tipe area (area type), seperti rotameter dan silinder dan metode piston, tipe head area, seperti kabel dan flumes, dan jenis kekuatan, termasuk sasaran meter dan baling-baling berayun. Semua teknik ini, dan lain-lain tidak disebutkan, mirip dengan batas tertentu.
2. Head Type Primary Element
Gambar 2.1 Head Type Primary Element
Jenis umum head primary elemet termasuk venturis, pelat orifice (orifice plat), nozel aliran(flow nozzles), dan tabung pitot (pitot tubes). Unsur-unsur ini semua bekerja pada teori (Bernoulli)."Total energi pada setiap titik dalam pipa atau saluran adalah sama dengan total energi pada titik lain, jika kerugian gesekan antara dua titik maka diabaikan".
3. Secondary Element
Elemen sekunder dari sistem pengukuran tekanan diartikan sebagai interaksi dari el- emen primer dengan media tekanan menjadi nilai yang sesuai untuk digunakan da- lam menunjukkan, merekam (recording), dan / atau pengendalian.
Elemen sekunder dalam pengertian umum dapat dianggap sebagai meter basah atau kering meter meter basah (wet meters, dry meters), menggunakan terminologi ini, akanmenjadi elemen-elemen di mana proses fluida itu sendiri berada
dalam kontak dengan cairan (biasanya merkuri) dalam perangkat. Wet meters tidak menggunakan cairan untuk kontak dengan proses cairan.
- Wet Meters
Gambar 2.2 Wet Meters
Wet meters termasuk metode indikasi tekanan terlama dan paling sederhana dalam industri-manometer cair. Dimana tekanan statis rendah dan hanya indikasi visual
diperlukan, manometer visual yang digunakan. Gambar 2.2 menunjukkan U-tabung sederhana, reservoir dan manometer miring (inclined manometers), Kesamaan di antaranya jelas.
Dimana tekanan tinggi ada, merkuri sering digunakan sebagai cairan. Gambar 2.2juga menunjukkan mercury float-type manometer. Berikut posisi pelampung di
permukaan merkuri mendefinisikan tingkat merkuri, yang pada gilirannya mendefinisikan tekanan yang dibutuhkan untuk memberikan tingkat ini. Ada banyak
terkait "wet meters" dalam teknik lain untuk digunakan dalam pengukuran tekanan,
seperti inverted bell meter, dan the ring balance meter.
- Dry Meters
Dry (kadang-kadang disebut mercuryless) meter umumnya digunakan di mana indikasi dioperasikan langsung atau rekaman tekanan diferensial yang diperlukan dan
di mana cairan berbahaya dipisahkan dari proses.
Jenis bellow, dimana tekanan di bellow adalah sebuah kompres rentang waktu semi yang dikalibrasi, akhirnya, melalui link dan tuas, drive pena pada grafik instrumen, sering digunakan. Instrumen yang paling banyak digunakan, pressure transmitter.
Gambar 2.3 Pneumatic Transmetter
(Gemin, 2018)
2.1.1 Tipe flow meter
Adapun tipe-tipe flow meter yaitu:
a. Differential Pressure type
Differential pressure (DP) flow meter adalah yang paling banyak digunakan. Prinsip operasi DP flow meter pada pemikiran bahwa pressure drop diantara meter adalah
sebanding dengan kwadrat dari flow rate. Pengukuran pressure drop sendiri dilakukan dengan menggunakan primary element, yang menyebabkan perubahan en-
ergi kinetik pada pipa. Jenis primary element ini diantaranya: orifice plate, venturi tube, pitot tube, dan annubar. Selanjutnya secondary elementmengukur DP yang terjadi dan mengeluarkan sinyal (read out) setelah dikonversi ke actual flow.
DP (Differential Pressure) flowmeters mengukur penurunan tekanan (pressure drop) di flow element dalam pipa, seperti orifice plate. Debit yang diukur
adalah berasal dari penurunan tekanan. Jadi flowmeter terdiri dari unsur aliran di
pipa, serta differential pressure transmitter. Untuk pemasangan DP flowmeter
dengan menggunakan orifice plate, disarankan untuk menghindari adanya turbulance atau gangguan. Karena aliran yang dianjurkan untuk orifice plate adalah aliran laminar (stabil). Karena apabila ada turbulance maka akan terjadi perubahan tekanan yang bisa mengganggu pengukuran. Hindari adanya valve, elbow dll terlalu dekat.
Semakin jauh semakin baik. Untuk posisi upstream (sebelum orifice plate)lebih baik lebih dari 10xD (diameter pipa) dan posisi downstream 5xD.
Berikut adalah cara pemasangan DP Flowmeter dengan menggunakan orifice plate:
Gambar 2.4 Differential Pressure b. Orifice plate
Sebuah plat orifice adalah pelat tipis dengan lubang di dalamnya, yang biasanya ditempatkan dalam pipa. Ketika cairan (baik cair atau gas) melewati lubang, tekanannya bertambah pada aliran upstream sebelum lubang dan fluida akan melewati lubang, kecepatan yang meningkat dan tekanan fluida berkurang pada alirandownstream. Pada aliran downstream di mana kecepatan mencapai maksimum dan tekanan mencapai minimum. Selain itu, aliran bertambah, kecepatan aliran berkurang dan tekanan meningkat.
Gambar 2.5 Orifice Plate
c.Venturi tube
Efek Venturi adalah efek jet; seperti corong yang menyebabkan kecepatan fluida meningkat karena luas penampang mengecil, dengan tekanan statis juga menurun.
Menurut hukum dinamika fluida, kecepatan fluida ini harus meningkatkan saat melewati lubang yang mengecil untuk memenuhi prinsip dinamika fluida, sementara tekanannya harus berkurang untuk memenuhi prinsip energi mekanik. Jadi setiap en- ergi kinetik cairan yang bertambah karena kecepatannya bertambah melalui lubang sempit akan menyebabkan penurunan tekanan.
Ketika cairan seperti air mengalir melalui tabung yang menyempit ke diameter yang lebihkecil, pembatasan sebagian menyebabkan tekanan yang lebih
tinggi pada saluran masukdaripada di titik penyempitan. Perbedaan tekanan ini menyebabkan cairan kecepatan bertambah ke arah tekanan rendah pada bagian yang sempit. Venturi Flowmeter menggunakan hubungan antara perbedaan tekanan dan kecepatan fluida untuk menentukan laju aliran volumetrik.
c.Flow nozzle
Flow nozzle adalah variasi dari venturi tube. Umumnya dipakai untuk aplikasi steam/vapor pada kecepatan tinggi (Reynolds number>50000). Selisih tekanan (DP)
terjadi dari bagian sensor yang memiliki inlet berbentuk eliptikal dan outlet berbentuk nozzle. Umumnya berukuran >2 inchi, dengan akurasi 1-2%. Pressure tap
dipasang pada 0.5D downstream dan 1D upstream.
d. Pitot tube
Pitot tube adalah instrumen pengukuran tekanan digunakan untuk mengukur kecepatan aliran fluida. Tabung pitot diciptakan oleh insinyur Perancis Henri Pitot
pada awal abad ke-18 dan telah dimodifikasi untuk bentuk modern pada pertengahan abad ke-19 oleh ilmuwan Prancis Henry Darcy. Hal ini banyak digunakan untuk menentukan kecepatan udara dari pesawat terbang, kecepatan air dari perahu, dan untuk mengukur cairan, udara dan gas kecepatan dalam aplikasi industri. Tabung pitot digunakan untuk mengukur kecepatan pada suatu titik dalam aliran dan bukan kecepatan rata-rata dalam pipa atau conduit.
Tabung pitot dasar terdiri dari sebuah tabung yang langsung mengarah ke aliran fluida. Seperti tabung ini berisi cairan, tekanan dapat diukur, cairan bergerak
yang dibawa berhenti (stagnan)karena tidak ada jalan keluar untuk memungkinkan aliran untuk melanjutkan. Tekanan ini adalah tekanan stagnasi dari fluida, juga dikenal sebagai tekanan total atau(terutama dalam penerbangan) tekanan pitot .
Gambar 2.6 Pitot Tube
Tekanan stagnasi diukur tidak sendiri bisa digunakan untuk menentukan kecepatan
fluida(kecepatan udara dalam penerbangan). Namun, persamaan Bernoulli menyatakan:
Tekanan stagnasi = tekanan statis + tekanan dinamis
CATATAN: Persamaan di atas berlaku HANYA untuk cairan yang dapat diperlakukan sebagai cairan yang dimampatkan. Cairan diperlakukan untuk semua
kondisi. Gas dalam kondisi tertentu dapat diperkirakan sebagai gas yang dimampatkan pula. Dimana:
V adalah kecepatan fluida;
Pt adalah stagnasi atau tekanan total;
Ps adalah tekanan statis;
Rho adalah densitas fluida.
Tekanan dinamis adalah perbedaan antara tekanan stagnasi dan tekanan statis.
Tekanan statis umumnya diukur dengan menggunakan port statis di sisi badan pesawat. Tekanan dinamis kemudian ditentukan dengan menggunakan diafragma di dalam wadah tertutup. Jika udara pada satu sisi diafragma adalah pada tekanan statis, dan yang lainnya pada tekanan stagnasi, maka defleksi diafragma sebanding dengan tekanan dinamis, yang kemudian dapat digunakan untuk menentukan kecepatan udara.
Gambar 2.7 Port Statis
e.Variable Area (Rotameter)
Pertama kali Variable area flowmeter dengan float (pelampung) berputar diciptakan oleh Karl Kueppers di Aachen pada tahun 1908. Hal ini dijelaskan dalam paten Jerman 215.225. Felix Meyer menemukan perusahaan industri pertama ―Deutsche Rotawerke GmbH‖ di Aachen mengakui pentingnya dari penemuan ini. Mereka mengembangkan penemuan ini dengan bentuk baru dari float dan tabung kaca.
Kueppers menemukan bentuk khusus untuk bagian dalam tabung gelas yang dipasangi skala simetris.
Gambar 2.8 Variable Area
Pertama kali Variable area flowmeter dengan float (pelampung) berputar diciptakan oleh Karl Kueppers di Aachen pada tahun 1908. Hal ini dijelaskan dalam paten Jerman 215.225. Felix Meyer menemukan perusahaan industri pertama ―Deutsche Rotawerke GmbH‖ di Aachen mengakui pentingnya dari penemuan ini. Mereka
mengembangkan penemuan ini dengan bentuk baru dari float dan tabung kaca.
Kueppers menemukan bentuk khusus untuk bagian dalam tabung gelas yang dipasangi skala simetris.
Nama merek Rotameter telah didaftarkan oleh perusahaan Inggris GEC Rotameter Co, di Crawley, dan masih ada, yang telah diturunkan melalui rantai akuisisi: KDG Instrumen, Solartron Mobrey, dan Emerson Proses Manajemen (Brooks Instrument). Rota sekarang ―Rotamesser‖ sekarang dimiliki oleh Yokogawa Electric Corp. Sebuah rotameter terdiri dari tabung meruncing, biasanya terbuat dari
kaca dengan pelampung, didalam tabung kaca pelampung yang didorong oleh kekuatan aliran dan ditarik ke bawah oleh gravitasi.
Sebuah laju aliran volumetrik yang lebih tinggi melalui daerah tertentu meningkatkan kecepatan aliran dan gaya tarik, sehingga pelampung akan didorong ke atas. Namun, bagian dalam rotameter adalah berbentuk kerucut (melebar), daerah sekitar pelampung melalui media yang mengalir bertambah, kecepatan aliran dan ga- ya tarik penurunan sampai ada keseimbangan mekanis dengan berat float itu.Pelampung yang dibuat dalam berbagai bentuk, dengan bola dan ellipsoids yang paling umum. Pelampung mungkin diagonal beralur dan sebagian berwarna sehingga
berputar secara aksial dengan cairan melewati. Hal ini menunjukkan jika pelampung akan berputar. Pembacaan biasanya diambil di bagian atas bagian
terluas dari pelampung, titik tengah dari ellipsoid, atau bagian atas dari silinder.
Beberapa produsen menggunakan standar yang berbeda. Pelampung akan mengapung dalam cairan : itu harus memiliki density lebih tinggi dari cairan, jika
tidak maka pelampung akan mengapung sampai ke atas walaupun tidak ada aliran. Akurasi dari rotameter yaitu berkisar 1 – 2 %, biasanya digunakan hanyauntuk aliran yang rendah saja.
f. Wedge meter g. V- Cone
(Chattopadhyay,2006) 2. Mass type
a. Coriolis
Salah satu jenis dari Mass type flowmeter adalah Coriolis FlowMeter.Asal kata coriolis berasal dari serorang ahli matematika dari Prancis bernama Gustave Coriolis
(1792-1843). Gaya coriolis adalah sebuah gaya yang dihasilkan pada sebuah ―U‖
atau ―straight‖ tube (tabung). Tabung tersebut bergetar atau beresonansi dengan frekuensi tertentu. Dengan asumsi pada saat belum ada fluida yang mengalir, maka
resonansi pada tabung tersebut dalam keadaan standard. Otomatis pada saat ada flu- ida yang mengalir ke dalam pipa tersebut akan terjadi perbedaan frekuensi.
Perbedaan inilah yang dideteksi oleh coilelectromagnetic sebagai mass flow.
Coriolis flowmeter selain digunakan untuk mengukur mass juga terkadang digunakan untuk mengukur volume atau density. Karena mass, volume dan density saling berhubungan. Sesuai dengan rumus:
M/D = V M =Mass (kg) D = Density (kg/m3) V = Volume (m3)
Flowmeter ini mempunyai akurasi yang cukup baik yaitu 0.1 % untuk liquid dan 0.5% untuk natural gas. Dengan akurasi tersebut terkadang digunakan untuk custody transfer atau fluida yang mengalir adalah untuk dijual kembali ke pihak lain.
3. Velocity type
Salah satu jenis velocity type flowmeter adalah turbine flowmeter. Diciptakan oleh Reinhard Woltman di Abad ke-18, flowmeter turbin adalah flowmeter yang akurat dan dapat diandalkan untuk liquid dan gas. Dari rotor multi-blade dipasang dalam
arah aliran fluida. Kecepatan rotasi adalah proporsional dengan aliran volumetrik. Putaran turbin dapat dideteksi oleh perangkat sensor solid state (induktansi, kapasitif dan Hall effect pick-up) atau dengan mekanik sensor (gear atau
drive magnetik).
Turbine flowmeter sensitif dengan aliran fluidanya. Diusahakan dipasang dalam pipalurus dengan pemasangan sejauh mungkin dari semua peralatan yang dipasang dalam pipa yang sama. Minimum adalah 5 x D (Diameter dari pipa) untuk mencegah aliran turbulen,semakin jauh semakin baik.
Untuk akurasi, dikarenakan flowmeter ini untuk ―low cost market‖ maka akurasinya tidak cukup baik yaitu antara 1-3%. Makanya banyak sekali tipe turbine digunakan di perusahaan air minum atau perusahaan yang hanya untuk mencari tahu jumlah flow rate yang ada di dalam pipa saja.
a.Magnetic
Populasi flowmeter yang ada di dunia lebih sering kita lihat adalah tipe magnetic flowmeter. Karena tipe ini cukup handal dan mudah untuk maintenance-nya apabila tidak ada masalah maka akan tahan cukup lama.Magnetic flowmeter menggunakan hukum faraday untuk prinsip kerjanya yang menggunakan induksi elektromagnet untuk mendeteksi velocity (kecepatan aliran) yang mengalir di dalam pipa.
b. Vortex
Vortex flowmeter berawal dari seorang penemu yang bernama Karman Vortex fluida yang mengenai batang vortex akan terbentuk gelombang vortex yang proporsional dengan flow rate (laju aliran) dari fluida tersebut. Frekuensi yang dihasilkan oleh gelombang vortex tersebut dideteksi oleh sensor piezo electric. Frekuensi yang dihasilkan proporsional dengan velocity(kecepatan aliran), yang apabila dibagi dengan luas area akan mendapatkan volumetric flowrate (volume).
Gambar 2.9 Vortex
c. Ultrasonic d. Turbine
4. Open channel type a. Weir
b. Parshal flume 5. Other type
a. Positive displacement
(Satria, 2015)
2.2 Mikrokontroler ATMega328
Mikrokontroler merupakan suatu terobasan teknologi mikroprosesordan mikrokomputer yang merupakan teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang sangast kecil.
Mikrokontroler merupakan system computer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan PC (Personal Computer) yang memiliki beragam fungsi.
Tidak seperti sistem komputer yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi, mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja, perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM nya besar, artinya program-program penggunba disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil, Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalm ROM (bias Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakn pada mikrokontroler yang bersangkutan.Salah satu contoh mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 2.11 mikrokontroler ATMega328.
Gambar 2.10Mikrokontroler
(Wardhana. L,2006)
2.2.1 Konfigurasi Pin ATMega328
Dapat dilihat pada gambar ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB,PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya.
1. Port B
Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.
Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.
1. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
2. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagaikeluaran PWM (Pulse Width Modulation).
3. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.
4. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
5. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuktimer.
6. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.
2. Port C
Port C merupakan jalurdata 7 bit yangdapat difungsikan sebagai input/output digital.
Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut :
a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.
ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.
3. Port D
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a) USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b) Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program,
misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
c) XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, seh gga tidak perlu membutuhkan external clock.
d) T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.
e) AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
Gambar 2.11 Rangkaian Mikrokontroler ATMega328
Dari gambar diatas, Ragkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328. Semua program diisikan Pin 12 dan 13 pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.dihubungkan ke XTAL 16,000 MHz dan dua buah kapasitor 22 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega328P dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini
Untuk men-download file heksa desimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel. Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd padamikrokontroler terletak pada kaki 6,7, 8, 9, 10 dan 11.
Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan
bisa merespon.
(Atmel, 2008)
2.2.2 Fitur Mikrokontroler ATMega328
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC(Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).
Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:
1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
4. 32 x 8-bit register serba guna.
5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
(Sulhan Setiawan,2008) 2.3 Micro SD
MicroSD adalah kartu memori non-volatile yang dikembangkan oleh SD Card Association yang digunakan dalam perangkat portable. Saat ini, teknologi microSD sudah digunakan oleh lebih dari 400 merek produk serta dianggap sebagai standar industride-facto.
Keluarga microSD yang lain terbagi menjadi SDSC yang kapasitas maksimum resminya sekitar 2GB, meskipun beberapa ada yang sampai 4GB.
SDHC (High Capacity) memiliki kapasitas dari 4GB sampai 32GB. Dan SDXC (Extended Capacity) kapasitasnya di atas 32GB hingga maksimum 2TB.
Keberagaman kapasitas sering kali membuat kebingungan karena masing-masing protokol komunikasi sedikit berbeda.Dari sudut pandang perangkat,
semua kartu ini termasuk kedalam keluarga SD. SD adapter memungkinkan
konversi fisik kartu SD yang lebih kecil untuk bekerja di slot fisik yang lebih besar dan pada dasarnya ini adalah alat pasif yang menghubungkan pin dari microSD yang kecil ke pin adaptor microSD yang lebih besar.
SD mempunyai bentuk fisik yang sama maka sering menyebabkan kebingungan di kalangan konsumen. Contohnya, MicroSD, MicroSDHC, dan MicroSDXC ukuran fisiknya sama tetapi kapabilitasnya berbeda.
Protokol komunikasi untuk SDHC/SDXC/SDIO sedikit berbeda dengan MicroSD yang sudah mapan karena biasanya host device keluaran lama tidak bisa mengenali kartu keluaran baru. kebanyakan masalah mengenai inkompatibilitas ini dapat diselesaikan denganfirmware update.
2.3.1 Sejarah Micro SD
Pada tahun 1999 terdapat tiga perusahaan besar yang sepakat untuk mengembangkan pasar MicroSD (Secure Digital) Memory Card yang merupakan kelanjutan dari MMC (MultiMediaCard). Ketiga perusahaan itu yaitu, SanDisk,
Matsushita, dan Toshiba. Profil fisiknya berdimensi 24 x 32 x 2.1 mm3 dan mempunyai kepadatan memori yang tinggi. Format baru ini dirancang untuk bersaing dengan Sony Memory Stick yang dirilis setahun sebelumnya. Lalu setahun
kemudian, 2000, ketiga perusahaan itu mengumumkan penciptaan SDCard Association untuk mempromosikan microSD.
Kantor yang bermarkas di California dan anggota eksekutif yang mencapai 30 perusahaan teknologi canggih terkemuka di dunia ini memproduksi sampel SD Card pertama kali pada kuartal pertama tahun 2000 dengan jumlah produksi 32 dan
64 megabyte tiga bulan kemudian.Lalu pada bulan Maret 2003, SanDisk Corporation mengumumkan pengenalan MicroSD yang dipamerkan pada CeBIT
tahun 2003.
MicroSD diadopsi pada tahun 2003 oleh SD Association sebagai bentuk baru untuk standar SD Card. Sedangkan kartu baru yang dirancang khusus untuk ponsel dikemas dengan adaptor microSD yang memungkinkan kompatibilitas dengan semua perangkat berstandar SDCard slot. Pada April 2006, SD Association merilis spesifikasi rinci untuk keamanan non-bagian terkait dengan standar SD
Memory Card. Selain itu dirilis pula spesifikasi untuk SDIO (Secure Data Input Output) dan kartu pengontrol host standar SD.
Pada tahun yang sama, spesifikasi MicroSD (yang sebelumnya dikenal dengan TransFlash) dan SDHC diselesaikan meskipun kapasitasnya masih kecil
yaitu 2GB. Di bulan September, 2006, Sandisk mengumumkan miniSDHC berkapasitas 4GB. Kartu ini memiliki bentuk yang sama dengan microSD yang lebih tua. MiniSDHC bisa digunakan pada perangkat yang mendukungnya di mana microSD pun dapat digunakan. Tetapi jika suatu perangkat hanya mendukung port untuk microSD saja maka miniSDHC tidak bisa digunakan didalamnya. Dan baru
pada tahun 2009, SD Association mengumumkan keluarnya SDXC yang mendukung tersedianya memori hingga 2TB dan kecepatan mencapai 30MBps.
Format microSD dibuat SanDisk karena menganggap bahwa kartu memori yang awalya disebut T-Flash pada zaman itu terlalu besar
untuk ponsel sehingga tidak efektif dan selanjutnya berubah nama menjadi TransFlash. Setelah mendapat tekanan dari Toshiba dan Panasonic, mitra SanDisk pada kelompok lisensi 3C dari SDA,TranshFlash dinegosiasikan untuk diformat menjadi bentuk baru yang standar. Format microSD diumumkan di CTIA Wireless tahun 2005 sedangkan persetujuan dari spesifikasi MicroSD sendiri baru diumumkan tanggal 13 Juli 2005. Saat pertama kali diluncurkan, format MicroSD berkapasitas 32, 64, dan 128 MB. MicroSD dan TransFlash masing masing dapat digunakan pada perangkat yang dibuat untuk yang lain.
(https://www.indo-ware.com/produk-2735-micro-sd-card-modul-spi- antarmuka-mini-card.reader-tf.html)
2.3.2 Disain Dan Implementasi
MicroSD didasarkan pada format MMC tetapi memiliki sejumlah perbedaan yaitu:
1. MicroSD berbentuk asimetris agar tidak dimasukkan tebalik.
2. MicroSD lebih tebal dari MMC, umumnya berukuran 32 x 24 x 2,1 mm tetapi MMC sebenarnya bisa lebih kecil 1,4 mm jika tidak memiliki sakelar proteksi.
3. MicroSD mempunyai kontak listrik kartu tersembunyi dibawah permukaan sehingga terlindung dari kontak dengan pengguna.
4. MicroSD biasanya memiliki kecepatan transfer berkisar 80-60 MB tetapi akan terus meningkat seiring dengan penemuan-penemuan baru.
Perangkat dengan slot microSD dapat menggunakan MMC karena lebih ramping tetapi kartu SD tidak akan masuk kedalam slot MMC. MicroSD dapat
digunakan secara langsung dalam slot microSD dengan adaptor pasif sederhanakarena meskipun kartu berbeda dalam ukuran tetapi tidak untuk listrik
interface. Dengan adaptor elektronik aktif, kartu SD dapat digunakan dalam CompactFlash atau kartu PC slot. Beberapa SD termasuk konektor USB kompatibel dengan laptop dan komputer desktop serta Card Reader sehingga memungkinkan kartu yang diakses melaului port konektivitas sperti FireWire, port printer paralel bahkan dari Floopy disk dan FlashPath adaptor.
2.3.3 Sistem Penyimpanan
Layaknya kartu flash lainnya, MicroSD sudah terformat dengan sistem file sebagai FAT16, SDHC sebagai FAT32, sedangkan SDXC sebagai ExFAT. Di manapun FAT16 dan FAT32 memungkinkan untuk dapat diakses melalui semua perangkat host pembaca SD. Pemeliharaan FAT standar dapat digunakan untuk
memperbaiki atau mengambil data yang rusak dan beberapa dapat memulihkan file yang dihapus. Namun karena teknologi ini muncul sebagai drive
removable hard maka bisa diformat ulang untuk setiap sistem file yang didukung oleh sistem operasi.
2.4 RTC
Real Time Clock / RTC adalah sebuah modul/ kit yang berfungsi untuk menjalankan fungsi waktu dan kalender secara realtime berbasis DS1307 dengan menggunakan backup supply berupa battery.Modul ini dibuat dengan menggunakan PCB berbahan fiber dan juga menggunakan lapisan mask solder untuk menjaga agar PCB tidak korosi. Selain itu Modul ini sebagian besar menggunakan komponen SMD, sehingga modul terlihat minimalis dan menarik.
Brikut adalah beberapa fitur dari DS1307 :
Real-Time Clock (RTC) Counts Seconds, Minutes, Hours, Date of the Month, Month, Day ofthe week, and Year with Leap-Year Compensation Valid Up to 2100
56-Byte, Battery-Backed, General-Purpose RAM with Unlimited Writes
I2C Serial Interface
Programmable Square-Wave Output Signal
Automatic Power-Fail Detect and Switch Circuitry
Consumes Less than 500nA in Battery-Backup Mode with Oscillator Running
(http://www.hpinfotech.com/Product/CVAVRmanual.pdf) 2.4.1 Tujuan Dan Fungsi RTC
Tujuan RTC yaitu menyediakan tanggal dan waktu yang akurat, selain
memungkinkan komputer untuk mengatur waktu dan kecepatan semua fungsinya. Real-Time Clock (RTC) merupakan jam komputer, biasanya dalam bentuk integrated circuit (sirkuit terpadu) yang hanya dibuat untuk menjadi timekeeper (penjaga waktu). Secara alami, fungsinya adalah untuk
menghitung jam, menit, detik, bulan, hari dan bahkan bertahun-tahun. RTC dapat ditemukan berjalan di komputer pribadi, embedded system (sistem tertanam) dan
server, dan hadir di perangkat elektronik apa pun yang mungkin memerlukan penjagaan waktu yang akurat.Mampu agar tetap berfungsi bahkan ketika komputer
dimatikan melalui baterai atau terlepas dari daya utama sistem adalah hal yang mendasar dari sebuah RTC.
(https://splashtronic.wordpress.com/2012/03/17/rtc-real-time-clock-module) 2.5 LCD (Liquid CrystalDisplay)
Gambar 2.12 struktur dasar sebuah LCD
Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal
Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam
Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya. LCD atau Liquid.
Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting. Mode 8 bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7 bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data). Aplikasi dengan LCD dapat dibuat dengan mudah dan waktu yang singkat, mengingat koneksi parallel yang cukup mudah antara kontroler dan LCD.
(Setiawan, 2011)
Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih.
Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.
Catatan :
LCD yang digunakan pada Kalkulator dan Jam Tangan digital pada umumnya menggunakan Cermin untuk memantulkan cahaya alami agar dapat menghasilkan digit yang terlihat di layar. Sedangkan LCD yang lebih modern dan berkekuatan tinggi seperti TV, Laptop dan Ponsel Pintar menggunakan lampu Backlight (Lampu Latar Belakang) untuk menerangi piksel kristal cair. Lampu Backlight tersebut pada umumnya berbentuk persegi panjang atau strip lampu Flourescent atau Light Emitting Diode(LED).
Gambar 2.13 LCD display 16x2
Tabel 2.1 Pin Assignment
PIN ASSIGNMENT
Pin no. Symbol Function
1 Vss Power Supply (GND)
2 Vdd Power Supply (+)
3 Vo Contrast Adjust
4 RS Register select signal
5 R/W Data read/write
6 E Enable signal
7 DB0 Data bus line
8 DB1 Data bus line
9 DB2 Data bus line
10 DB3 Data bus line
11 DB4 Data bus line
12 DB5 Data bus line
13 DB6 Data bus line
14 DB7 Data bus line
15 A Power supply for LED B/L (+)
16 K Power supply for LED B/L (-)
Adapun prinsip kerja LDR, tapi sebelumnya sekedar mengingatkan pelajaran fisika kita mengenai cahaya putih, cahaya putih adalah cahaya terdiri dari ratusan cahaya warna yang berbeda. Ratusan warna cahaya tersebut akan terlihat apabila cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar. Artinya, jika beda sudut refleksi maka berbeda pula warna cahaya yang dihasilkan.
Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yangditerimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna.
Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar-lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan apabila menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair yang bersangkutan.
(https://teknikelektronika.com/pengertian-lcd-liquid-crystal-display-prinsip-kerja-lcd/)
2.6 Keypad
Keypad berarti Sebuah keyboard miniatur atau set tombol untuk operasi portabel perangkat elektronik, telepon, atau peralatan lainnya. Keypad merupakan sebuah rangkaian tombol yang tersusun atau dapat disebut "pad" yang biasanya terdiridari huruf alfabet(A—Z) untuk mengetikkan kalimat,juga terdapat angka serta simbol-simbol khusus lainnya. Keypad yang tersusun dari angka-angka biasanya disebut sebagai numeric keypad. Keypad juga banyak dijumpai pada alphanumeric keyboard dan alat lainnya seperti kalkulator, telepon, kunci kombinasi, serta kunci pintu digital, di mana diperlukannya nomor untuk dimasukkan.
Gambar 2.14Keypad Analog
2.6.1 Sejarah Keypad
Keypad ditemukan pertama kalinya oleh John Elias Karlin yang lahir pada Februari 28, 1918, di Johannesburg. Karlin merupakan seorang psikolog industri di Bell Labs di Murray Hill. John E. Karlin melakukan penelitian empiris tentang kegunaan dari sistem input numerik dan kapasitas orang untuk mengingat angka.
Desain Karlin, yaitu "1" di posisi kiri atas bukan dari kiri bawah yang diadopsi sebagai Keypad oleh beragam perangkat dari mulai ATM, hingga peralatan medis.
Desain keypad nada sentuh, bentuk tombol, serta posisi nomor '- dengan 1-2-3 pada baris atas bukan bagian bawah, seperti pada kalkulator - semua berasal dari penelitian yang dilakukan atau diawasi oleh Mr Karlin. Penelitiannya, bersama dengan anak buahnya, diam-diam namun tegas mendefinisikan pengalaman menggunakan telepon pada pertengahan abad ke-20 dan sesudahnya, dari mengantarkan panggilan semua digit untuk pengecoran bentuk keypad pada ponsel
nada-sentuh. Dan tombol yang, pada gilirannya, akan menginformasikan desain untuk benda sehari-hari yang ada kini.Pada 18 November, 1963, Bell Telephone mengeluarkan alat elektronik dengan keypad nada sentuh pertama kepada AT&T di Carnegie dan Greensburg, Pennsylvania.
2.6.2 Fungsi Dan Kegunaan
Di keyboard komputer biasanya terdapat sebuah keypad numerik berukuran kecil disamping, selain tombol angka lainnya yang terdapat diatas, tetaou dengan susunan menyerupai kalkulator ini memungkinkan data numerik lebih efisien untuk di masukkan. Pada angka ini (sering kali disebut "numpad") biasanya ditempatkan disisi kanan keyboard karena kebanyakan orang tidak kidal.
Banyak komputer laptop memiliki tomol fungsi khusus yang dapat mengubah keyboard alfabet ke keypad numerik dikarenakan tidak terdapatnya cukup ruang untuk menempatkan keypad yang terpisah di dalam chassis laptop.
Umumnya tombol pada kalkulator tersusun sedemikian rupa yaitu 123 dimulai dari baris bawah. Sebaliknya, pada keypad telepon, baik telepon rumah
ataupun ponsel, tombol 123 yang tersusun mulai dari bagian atas. Sebuah ponsel juga memiliki tombol khusus berlabel * (asterisk | bintang) dan # (octothorpe, tanda nomor, "pound" atau "hash") di kedua sisi kanan dan kiri dari tombol nol. Sebagian
besar tombol telepon juga memiliki beberapa kegunaan tambahan seperti mengingat kode area atau banyak nomor telepon.
Tombol dari kalkulator berisi angka 0 sampai 9, dari bawah ke atas, bersama dengan empat aritmetika beroperasi, titik desimal dan fungsi matematika lainnya yang lebih rumit. Alasan mengapa tombol keypad dari keyboard dan kalkulator berbeda yaitu dikarenakan kode untuk kunci keamanan pertama telah ditemukan sebelum ditemukannya telepon dengan keypad nada sentuh, dan tidak memerlukan tambahan tombol +-%/ sehingga keypad nada sentuh mengadopsi tombol 1,2,3 dimulai dari atas bukan 1,2,3 dimulai dari bawah, karena hanya memerlukan 12 tombol. Keypad juga memiliki beberapa fitur kunci kombinasi. Jenis kunci kombinasi seperti ini biasanya dapat ditemukan di pintu masuk utama beberapa kantor besar.
2.6.3 Jenis-Jenis
Adapun jenis-jenis dari keypad yaitu:
1. Kalkulator
Mesin hitung atau Kalkulator adalah alat untuk menghitung dari perhitungan sederhana seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian sampai kepada kalkulator sains yang dapat menghitung rumus matematika tertentu. Pada
perkembangannya sekarang ini, kalkulator sering dimasukkan sebagai fungsi tambahan daripada komputer, handphone, bahkan sampai jam tangan.
Sebuah kalkulator elektronik adalah sebuah alat kecil, portabel, perangkat el-
ektronik sering kali digunakan untuk melakukan operasi baik dasar dan kompleks aritmetika. Kalkulator modern lebih portabel dari pada kebanyakan komputer, meskipun sebagian besar PDA atau ponsel yang sebanding
dengan ukuran kalkulator genggam dan akan segera menggantinya.
Yang pertama solid state kalkulator elektronik diciptakan pada tahun 1960, membangun sejarah luas alat seperti sempoa, dikembangkan sekitar tahun 2000 SM, dan kalkulator mekanik, yang dikembangkan pada abad ke-17. Ini dikembangkan secara paralel dengan analog komputer.Perangkat berukuran saku menjadi tersedia pada 1970-an, terutama setelah penemuan mikroprosesor yang dikembangkan oleh Intel untuk perusahaan kalkulator Jepang Busicom. Kalkulator elektronik modern bervariasi dari yang murah, memberikan-jauh, kartu kredit model berukuran
model desktop kukuh dengan printer built-in. Mereka menjadi populer di pertengahan 1970-an sebagai sirkuit terpadu membuat ukuran dan biaya kecil. Pada
akhir dekade itu, harga kalkulator telah mengurangi ke titik di mana kalkulator dasar terjangkau untuk sebagian besar dan mereka menjadi umum di sekolah.
Sistem operasi komputer sejauh awal Unix telah menyertakan program kalkulator interaktif seperti dc dan hoc fungsi, dan kalkulator termasuk dalam hampir semuaPDA-jenis perangkat (menyimpan buku alamat berdedikasi dan perangkat kamus).Selain tujuan kalkulator umum, ada yang dirancang untuk pasar tertentu, misalnya, ada kalkulator ilmiah yang meliputi trigonometri dan statistik perhitungan.
Beberapa kalkulator bahkan memiliki kemampuan untuk melakukan komputer aljabar. Graphingkalkulator dapat digunakan untuk fungsi grafik didefinisikan pada baris nyata, atau lebih tinggi dimensi Euclidean spasi.Pada tahun 1986, kalkulator masih mewakili sekitar 41% dari kapasitas hardware tujuan umum di dunia untuk menghitung informasi. Hal ini berkurang menjadi kurang dari 0,05% pada 2007.
2. Telepon dengan keypad
Telepon dengan keypad adalah telepon yang menggunakan tombol untuk panggilan nomor telepon untuk menempatkan menghubungi pelanggan telepon lain. Western Electric bereksperimen sedini 1941 dengan metode menggunakan buluh mekanis diaktifkan untuk menghasilkan dua nada untuk masing-masing sepuluh digit, tapi itu berakhir pada 18 November 1963 ketika Bell System di Amerika Serikat secara resmi diperkenalkan dual-tone multi frekuensi (DTMF) teknologi di bawah Touch-Tone.
Selama beberapa dekade mendatang layanan Touch-Tone diganti tradisional pulsa teknologi seperti yang digunakan dalam rotary panggilan telepon sejak 1891.
Teknologi nada sentuh akhirnya menjadi standar di seluruh dunia untuk sinyal telekomunikasi.
3. Ponsel dengan keypad
Telepon seluler (ponsel) atau telepon genggam (telgam) atau handphone (HP) atau
disebut pula adalah perangkat telekomunikasi elektronik yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon konvensional saluran tetap, namun dapat dibawa ke mana-mana (portabel, mobile) dan tidak perlu disambungkan dengan jaringan telepon menggunakan kabel (nirkabel; wireless). Saat ini Indonesia
mempunyai dua jaringan telepon nirkabel yaitu sistem GSM (Global System for Mobile Telecommunications) dan sistem CDMA (Code Division Multiple Access).
Badan yang mengatur telekomunikasi seluler Indonesia adalah Asosiasi Telekomunikasi Seluler Indonesia (ATSI).
Ponsel telah berubah banyak sejak beberapa tahun terakhir. Saat ini, ada beberapa jenis ponsel yang memenuhi berbagai persyaratan dan kebutuhan komunikasi pemilik ponsel. Dengan teknologi berubah, orang melihat banyak perubahan dalam cara seseorang mengakses ponsel juga.
Keypads taktil: Keypad taktil adalah ponsel dengan keypad fisik. Tombol numerik dapat digunakan untuk mengetik huruf dengan menekan mereka nomor tertentu kali. Tombol ini adalah tombol default.
Keypad QWERTY: Keypad QWERTY diberi nama demikian karena mereka sangat mirip dengan keypad dekstop. Ini keypad memiliki kunci yang berbeda untuk semua huruf serta angka. Jenis ponsel yang sempurna untuk orang-orang yang akan menggunakan ponsel mereka untuk browsing internet atau SMS SMS.
Keypad layar sentuh: Keypad layar sentuh yaitu keypad khusus di mana angka-angka yang tersedia melalui teknologi layar sentuh. Tombol tersedia
melalui layar ponsel. Beberapa ponsel layar sentuh awal seluler menyediakan keypad juga.
4. ATM
ATM (bahasa Indonesia: AnjunganTunai Mandiri atau dalam bahasa Inggris:
(Automated Teller Machine) adalah sebuah alat elektronik yang mengizinkan nasabah bank untuk mengambil uang dan mengecek rekening tabungan mereka tanpa
perlu dilayani oleh seorang "teller" manusia. Banyak ATM juga mengizinkan penyimpanan uang atau cek, transfer uang atau bahkan membeli prangko. ATM sering ditempatkan di lokasi-lokasi strategis, seperti restoran, pusat perbelanjaan, bandar udara, pasar, dan kantor-kantor bank itu sendiri.
ATM biasanya terdiri dari perangkat berikut:
CPU (untuk mengontrol antarmuka pengguna dan perangkat transaksi)
Pembaca Kartu strip magnetik | Magnetik dan/atau Chip kartu (untuk mengidentifikasi pelanggan)
Papan ketik PIN (mirip dalam tata letak papan kunci touchpad atau kalkulator), sering diproduksi sebagai bagian rangka yang aman.
Kriptoprosesor Aman, umumnya dalam bagian rangka yang aman.
Monitor (digunakan oleh pelanggan untuk melakukan transaksi)
Tombol fungsi (biasanya dekat dengan layar) atau layar sentuh (digunakan untuk memilih berbagai aspek transaksi)
Mesin pencetak rekam (untuk menyediakan pelanggan dengan catatan transaksi mereka)
Ruang besi bank|Ruang penyimpanan (untuk menyimpan bagian-bagian mesin yang membutuhkan akses terbatas)
Housing (untuk estetika dan untuk melampirkan tanda tangan) 5. Kuncikombinasi
Sebuah kunci kombinasi adalah jenis gembok di mana urutan (permutasi) angka atau
simbol yang digunakan untuk membuka kunci. Urutan dapat dimasukkan menggunakan dial berputar tunggal yang berinteraksi dengan beberapa disk, dengan
menggunakan satu set beberapa cakram berputar dengan angka tertulis yang secara langsung berinteraksi dengan mekanisme penguncian, atau melalui tombol elektronik atau mekanik. Terdapat beragam jenis kunci kombinasi mulai dari kunci kombinasi tiga digit untuk bagasi hingga kunci brankas yang tingkat keamanan tinggi. Tidak seperti gembok biasa, kunci kombinasi tidak menggunakan kunci.
6. Kunci elektronik
Sebuah kunci elektronik (atau 'kunci listrik') adalah perangkat penguncian yang beroperasi dengan menggunakan arus listrik. Kunci listrik kadang-kadang berdiri sendiri dengan perakitan kontrol elektronik dipasang langsung ke kunci. Sering kali kunci listrik yang terhubung ke kontrol akses sistem. Keuntungan dari sebuah kunci listrik yang terhubung dengan sistem kontrol akses meliputi: tombol kontrol, di mana kunci dapat ditambahkan dan dihapus tanpa mengunci ulang kunci silinder, kontrol akses halus, di mana waktu dan tempat merupakan faktor, dan penebangan transaksi, di mana aktivitas direkam.
(https://id.wikipedia.org/wiki/Keypad)
2.7 Solenoid Valve
Gambar 2.15Solenoid Valve
Solenoid valve merupakan katup yang dikendalikan dengan arus listrik baik AC maupun DC melalui kumparan / selenoida. Solenoid valve ini merupakan elemen kontrol yang paling sering digunakan dalam sistem fluida. Seperti pada sistem pneumatik, sistem hidrolik ataupun pada sistem kontrol mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis. Pada sebuah tandon air yang membutuhkan solenoid valve sebagai pengatur pengisian air, sehingga tandon tersebut tidak sampai kosong. Dan berbagai contoh-contoh lainnya yang tidak mungkin saya jelaskan satu persatu disini.
Solenoid valve merupakan elemen kontrol yang banyak digunakan pada industri terutama yang berhubungan dengan pengolahan fluida dan gas. Adapun fungsi utama dari solenoid valve yaitu untuk mematikan, untuk pencampuran fluida, distribusi, dose, dan release. Perlu anda ketahui bahwa solenoid valve memiliki berbagai macam jenis tergantung dari metode kerjanya dan penggunaanya. Namun, bila diamati dari modelnya, soleid valve terdiri dari dua jenis yaitu solenoid valve double coil dan single coil walaupun kedua jenis ini memiliki cara kerja yang sama.
Saat ini solenoid valve banyak diaplikasikan pada suatu proses tertentu, karena memiliki kelebihan seperti masa servis yang tergolong lama, sangat efisien, aman dan daya kontrol rendah. Dalam pengaplikasianya, solenoid valve terdiri dari beberapa variasi sesuai kegunaan mesin tersebut. Berikut ini adalah beberapa penggunaan solenoid valve:
1. Untuk menggerakkan piston valve 2. Untuk menggerakkan tabung silinder 3. Untuk menggerakkan blow set valve
(Mitsuhata, et al, 2011)
