BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Arduino Uno
Arduino uno adalah board mikrokontroler berbasis Atmega328. Arduino Uno memiliki 14 pin digital input / output ( dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, sumber daya bisa menggunakan power USB ( jika terhubung ke komputer dengan kabel USB ) dan juga dengan adaptor, aki ataupun baterai.
Arduino uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 ( Atmega8U2 sampai versi R2 ) diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Revisi 2 dari uno memiliki resistor pulling 8U2 HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan modem DFU.
Papan arduino rev 3 memiliki fitur baru seperti berikut :
Pertama adalah pinout : ada penambahan pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang memungkinkan shield untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari papan / board. Di masa depan, shield akan kompatibel dengan kedua papan yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5v dan dengan arduino yang beroperasi 3.3v. kedua adalah pin tidak terhubung, yang dicadangkan untuk tujuan masa depan. Reset sirkuit yang sangat kuat
Atmega16U2 menggantikan Atmega8U2
“uno” dalam bahasa itali berarti satu, alasan diberi nama tersebut adalah untuk menandai peluncuran arduino 1.0. uno dan versi 1.0 akan menjadi versi refrensi dari arduino, dan akan terus berkembang.
2.1.1 Spesifikasi Arduino Uno
Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino Uno
Mikrokontroler ATmega328
Operasi tegangan 5Volt
Input tegangan Disarankan 7 – 11Volt
Input tegangan batas 6 – 20Volt
Pin I/O digital 14 ( 6 bisa untuk PWM )
Pin analog 6
Arus DC tiap pin I/O 50mA
Arus DC ketika 3.3V 50mA
Memori flash 32 KB ( ATmega328 ) dan 0,5 KB
digunakan oleh bootloader
SRAM 2 KB ( ATmega328 )
EEPROM 1 KB ( ATmega328 )
2.1.2 Sumber Daya / Power Arduino Uno
Arduino uno dapat dihidupkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih sevara otomatis. Untuk sumber daya ekternal ( non - USB ) dapat berasal baik dari adaptor AC – DC, Aki, ataupun baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan memasukan 2.1mm jack DC ke lubang listrik board. Aki dapat dihubungkan dengan memasukan kabel jack ke lubang listrik board. Dan baterai dapat dimasukan pada pin header Gnd dan Vin dari konektor Daya. Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20 volt. Jika menggunakan tegangan kurang dari 6 volt mungkin jalanya program tidak akan stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 volt, regulator tegangan bisa panas dan merusak papan. Rentang yang dianjurkan adalah 7 sampai 12 volt.
Pin listrik yang tersedia adalah sebagai berikut :
VIN. Input tegangan ke board arduino ketika menggunakan sumber daya yang dihubungkan langsung ke listrik.
5V. Pin ini merupakan output 5V yang telah diatur oleh regulator papan arduino. Board dapat diaktifkan dengan daya, baik dari colokan listrik DC ( 7-12V ), konektro USB (5V), ataupun pin VIN board ( 7-12V). Jika memasukan tegangan melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung ( tanpa melewati regulator ) dapat merusak papan arduino.
Tegangan pada pin 3V3. 3.3Volt dihasilkan oleh regulator on-board. Menyediakan arus maksimum 50 mA.
GND. Pin ground.
IOREF. Pin ini dipapan arduino memberikan tegangan refrensi ketika mikrokontroler beroperasi. Sebuah shiled yang dikonfigurasi dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF sehingga dapat memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja dengan 5V atau 3.3V.
2.1.3 Memori Arduino Uno
ATmega328 memiliki 32 KB ( dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader ). ATmega328 juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB EEPROM ( yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan / library EEPROM ).
2.1.4 Input dan Output Arduino Uno
Masing – masing dari 14 pin digital uno dapat digunakan input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Mereka beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal ( terputus secara default ) dari 20 – 50 kOhms. Selain itu, bebrapa pin memiliki fungsi special yaitu :
Serial: pin 0 ( RX ) dan 1 ( TX ) digunakan untuk menerima ( RX ) dan mengirimkan ( TX ) data serial TTL. Pin ini terhubung dengan pin ATmega8U2 USB-to-serial TTL.
Ekternal interupsi: pin 2 dan pin 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah ( low value ), rising atau falling edge, atau perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterrupt() untuk rinciannya.
PWM: pin 3,5,6,9,10, dan 11 menyediakan 8-bit PWM dengan fungsi analogWrite()
SPI: pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) mendukung komunikasi SPI dengan mnggunakan perpustakaan SPI
LED: pin 13. Built-in LED terhubung ke digital 13. LED akan menyala ketika diberi nilai HIGH
Arduino uni memiliki 6 input analog, berlabel A0 sampai A5, yang masing – masing menyediakan resolusi 10 bit ( yaitu 1024 nilai yang berbeda ). Secara default mereka mengukur dari ground sampai 5 volt, [erubahan tengana maksimal
mengunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Selain itu, bebrapa pin tersebut memiliki spesialisasi fungsi, yaitu TWI: pin A4 atau SDA dan A5 atau SCL mendukung komunikasi TWI menggunakan perpustakaan wire.
Ada beberapa pin lainnya yang tertulis di board yaitu :
AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Dapat digunakan dengan fungsi analogReference().
Reset. Gunakan LOW untuk me-reset mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset.
2.1.5 Komunikasi Arduino Uno
Arduino uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. Atmega328 menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 ( RX ) dan 1 ( TX ). Pada Atmega16U2 saluran komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware 16U2 menggunakan standar driver USB COM, dan tidak ada driver eksternal diperlukan. Namun, pada windows, diperlukan file. Inf. Perangkat lunak arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana akan dikirm ke dan dari papan arduino. RX dan TX LED dipapan akan berkedip ketika data sedang dikirm melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB komputer ( tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1 ). Atmega328 juga mendukung I2C ( TWI ) dan komunikasi SPI. Perangkat lunak arduino termasuk perpustakaan wire berfungsi menyederhanakan penggunaan bus I2C. Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.
2.1.6 Pemrograman Arduino Uno
Pada membuatan alat mobil control berbasis android dengan monitor camera CCTV ini harus memasukan codingan atau bahasa program Arduino uno, dan dapat diprogram dengan software arduino. Bahasa pemrograman arduino terbagi menjadi tiga golongan ( secara global ), yaitu structure (struktur ), value /
nilai ( variables dan constants ), dan function ( fungsi ). Penulisan akan memaparkan bahasa – bahasa tersebut yang disajikan dalam daftar dibawah ini :
Tabel 2.2 Pemprograman Arduino Uno
Struktur Variabel Fungsi
Setup() Loop() Kontrol struktur If If... else For While Do... while Break Continue Return Goto Further syntax ; (titik koma) {} (kurung kurawal) // (komentar satu baris) /**/ (komentar banyak baris #define #include Constants HIGH / LOW INPUT / OUTPUT INPUT_PULLUP LED_BUILTIN True / false Integer constants Floating point constants
Tipe data Void Boolean Char Unsigned char Byte Int Unsigned int Word Long Unsigned long Short Float Double DigitalI/O analogReference() analogRead() analogWrite() – PWM due only analogReadResolution() analogWriteResolution() advanced I/O tone() noTone() shiftOut() shiftIn() pu1seIn() waktu millis() micros() delay() delayMicroseconds()
Operator aritmatika = (penugasan) + (penambahan) -( pengurangan) * (perkalian) / (pembagian) % (modulo) Operator pembanding == (sama dengan) != (tidak sama dengan) < (kurang dari)
>(lebih besar dari)
<= (kurang dari / sama dengan)
Operator pointer access
*(dereference) &(reference) Operator bitwise &(dan) | (atau) ^ (xor) ~ (tidak) << (bitshift kiri) >> (bitshift kanan) Operator compound
String – char array String – object Array Konversi Char() Byte() Int() Word() Long() Float()
Ruang lingkup variabel dan kualifikasi variable scope static volatile const Utility Sizeof() matematika min() max() abs() constrain() map() pow() sqrt() trigonometri sin() cos() tan() bilangan acak randomseed() random()
bits dan bytes
lowByte() highByte() bitRead() bitWrite() bitSet() bitClear() bit()
++ (increment) --(decrement) += (addition) -= (subtraction) *= (multiplication) /= (division) &= (bitwise and) |= (bitwise or) interupsi eksternal attachInterrupt() detachInterrupt() interupsi interrupts() noInterrupts() komunikasi Serial Stream
USB (Khusus Leonardo dan Due)
Keyboard Mouse
2.1.7 Perlindungan Arus USB Arduino Uno
Ardunio uno memiliki polyfuse reset yang melindungi port USB komputer dari arus pendek atau berlebih. Meskipun kebanyakan komputer memberikan perlindungan internal sendiri, sekering menyediakan lapisan perlindungan tambahan. Jika lebih dari 500mA, sekering otomatis bekerja.
2.1.8 Karakteristik Fisik Arduino Uno
Panjang maksimum dan lebar PCB uno masing – masing adalah 2,7 dan 2,1 inci, dengan konektor USB dan colokan listrik yang melampaui dimensi tersebut. Empat lubang sekrup memungkinkan board harus terpasang ke
permukaan rangak mobil control. Perhatikan bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 0,16”,tidak seperti pin lainnya.
2.2 Arduino Sensor Shield V5
Sensor shield adalah ekstensi untuk UNO / Mega yang membuatnya lebih mudah untuk menghubungkan komponen eksternal, sensor shield telah di atur khusus untuk menggabungkan dan menghubungkan kabel ke setiap slot untuk mencocokan standard plug-in.
Gambar 2.2 Arduino Sensor Shield V5
Arduino sensor shield V5.0 adalah sensor terbaru dari versi V4.0, masih menggunakan desain laminasi, PCB proses perendaman, motherboard pengendali dari semua digital dan analog antar muka IIC ad hoc, 32 serco controller interface, antar muka komunikasi modul, modul bluetooth dari kartu SD, APC220 modul antar muka komuniksai antar muka, komunikasi frekuensi radio nirkabel, RB URF V1.1 ultrasonik antar muka sensor, 12864 LCD serial dan paralel interface, secara keseluruhan lebih mudah di gunakan dari rangkaian sensor V4.0 sebelumnya.
Sendor shield di lengkapi dengan terminal blok dengan cara (menghilangkan jumper) dapat langsung di sambung ke pin eksternal pusat 0-13, AREF dan GND.
2.2.1 Pin-pin dayanya adalah sebagai berikut:
Gambar 2.4 Pin-Pin Daya
VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan sumber suplai eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber
tenaga lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin ini, atau jika penyuplaian tegangan melalui power jack, aksesnya melalui pin ini.
5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator pada board. Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power jack (7-12V), USB connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12). Penyuplaian tegangan melalui pin 5V atau 3,3V membypass regulator, dan dapat membahayakan board. Hal itu tidak dianjurkan.
3V3. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.
GND. Pin ground
2.2.2 Input dan Output
Setiap pin digital pada arduino sensor shield dapat di gunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite() dan digitalRead(). Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara defaulot) 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-fungsi spesial sebagai berikut:
Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan
(TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin ini di hubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip serial Arduino Uno.
External Intterupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat di konfigurasikan untuk di picu
sebuah gangguan pada sebuah nilai rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar atau suatu perubahan nilai.
PWM: 3, 5, 6, 9, 10, 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan fungsi
analogWrite().
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12(MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport
komunikasi SPI menggunakan SPI library.
Gambar 2.5 Pin Digital Dan Pin Analog
Digital Pins Atas: Gnd (0 V) Tengah: Vcc (+5 V) Bawah: Signal
Pin-pin yang di urutkan dari kanan ke kiri di tandai dengan jelas pada tabel sebagai berikut:
Tabel 2.3 Digital Pin
G Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd V Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc
S Aref Gnd 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Analog Pins
Tengah: Vcc (+5 V)
Bawah: Signal
Pin-pin yang di urutkan dari kiri ke kanan di tandai dengan jelas pada tabel sebagai berikut:
Tabel 2.4 Analog Pin
G Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd Gnd
V Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc
S A0 A1 A2 A3 A4 A5
2.3 Bluetooth HC – 05
Modul bluetooth seri HC memiliki banyak jenis atau varian, yang secara garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis ‘ industrial series ‘ yaitu HC – 03 dan HC – 04 serta ‘ civil series ‘ yaitu HC -05 dan HC - 06. Modul bluetooth serial, yang selanjutnya disebut dengan modul BT saja digunakan untuk mengirimkan data serial TTL via bluetooth. Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu master dan slave [10].
Bluetooth HC – 05 adalah sebuah modul bluetooth SPP ( serial port protocol ) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless ( nirkabel ) yang mengkonversi port serial ke bluetoot. HC – 05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR ( enchanced data rate ) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 Ghz. Memiliki kemampuan lebih yaitu bisa mengubah mode kerjanya menjadi master atau slave serta diakses dengan lebih banyak AT command, modul ini sangat direkomendasikan, terutama dengan flexibilitasnya dalam pemilihan mode kerjanya.HC – 05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode yang berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti mobil control berbasis android.
Seri modul BT HC bisa dikenali dari nomor serinya, jika nomor serinya genap maka modul BT tersebut sudah diset oleh pabrik, bekerja sebagai slave atau master dan tidak dapat diubah mode kerjanya, contoh adalah HC – 06-S. Modul BT ini akan bekerja sebagai BT slave dan tidak bisa diubah menjadi master, demikian juga sebaliknya misalnya HC - 04M. Default mode kerja untuk modul BT HC dengan seri genap adalah sebagai slave. Sedangkan modul BT HC dengan nomor seri ganjil, misalkan HC – 05, kondisi default biasanya diset sebagai slave mode, tetapi bisa mengubahnya menjadi mode master dengan AT command tertentu.
Penggunaan utama dari modul BT ini adalah menggantikan komunikasi serial via kabel, sebagai contoh :
1. Jika akan menghubungkan dua sistem mikrokontroler agar bisa berkomunikasi via serial port maka dipasang sebuah modul BT master pada satu sistem dan modul BT slave pada sistem lainnya. Komunikasi dapat langsung dilakukan setelah kedua modul melakukan pairing. Koneksi via bluetooth ini menyerupai komunikasi serial biasa, yaitu adanya TXD dan RXD.
2. Jika sistem mikrokontroler dipasangi modul BT slave maka ia dapat berkomunikasi dengan perangkat lain semisal PC yang dilengkapi adapter BT ataupun dengan perangkat ponsel, smartphone dan lain – lain.
3. Saat ini banyak perangkat seperti printer, GPS modul dan lain – lain yang bekerja menggunakan media bluetooth, tentunya sistem mikrokontroler yang dilengkapi dengan BT master dapat bekerja mengakses device – device tersebut.
Pemakaian module BT pada sistem komunikasi baik dua sistem mikrokontroler maupun antara suatu sistem ke device lain tidak perlu menggunakan driver, tetapi komunikasi dapat terjadi dengan dua syarat yaitu :
1. Komunikasi terjadi antara modul BT master dan BT slave, komunikasi tidak akan pernah terjadi jika kedua modul sama – sama master atau sama – sama slave, karena tidak akan pernah pairing diantara keduanya
2. Password yang dimasukan cocok
2.3.1 Spesifikasi Bluetooth HC – 05
Hardware :
Tabel 2.5 Spesifikasi Bluetooth HC-05
Sensitivitas -80 dBm ( Typical )
daya transmit RF sampai +4 dBm
Operasi daya rendah 1,8 V – 3,6 V I/O
Kontrol PIO
Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram
Dengan antena terintegrasi
Software :
- Default baudrate 9600, data bit : 8, stop bit = 1, parity : no parity, mendukung baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
- Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.
Jarak sinyal dari HC – 05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan.
2.4 Motor Driver L9110
Motor driver L9110 adalah motor driver yang mendukung berbagai tegangan dari 2.5 sampai 12 V di 800 mA dari arus kontinu dan 1.5 A puncak arus. Chip ini memiliki built-in dioda keluaran penjepit untuk melindungi meikrokontroler dari listrik sensitif.
Gambar 2.7 Motor Driver L9110
Setiap chip L9110 mampu menggerakkan motorr DC tunggal dengan menggunakan dua input kontrol digital. Satu input di gunakan untuk memilih arah motor sementara yang lain di gunakan untuk mengontrol kecepatan motor menggunakan PWM (Pulse Width Modulation).
Gambar 2.8 Tipe Chip Motor Driver L9110
Gambar diatas adalah fitur dari motor driver L9110, berikut deskiripsinya:
DP yaitu akhiran kemasan plastik (DIP8) SP yaitu akhiran kemasan plastik (SOP8)
SOP8 dan DIP8 ini adalah bahan modul yang dapat di gunakan untuk mengkonversi IC dengan kemasan SOP8 150 mil (pitch 1,27 mm / 0,05”) ke format DIP8 ukuran standard dengan pin pitch 0,1” (2,54 mm).
Modul ini berguna apabila menggunakan IC SOP8 pada sirkuit elektronika di atas PCB berlubang (through hole), saat prototyping menggunakan breadboard, atau bisa juga di gunakan sebagai socket adaptor IC pada rangkaian universal programmer yang praktis untuk IC SMD (Surface Mount Device) dengan packaging SOP8.
Modul elektronika ini menggunakan socket ZIF (Zero Insertion Force) berkualitas tinggi dengan pegas bertipe dead-bug spring yang tahan lama (high durability), dapat di gunakan hingga puluhan ribu kali pemasangan IC.
Tabel 2.6 Fitur Driver Motor L9110
No Simbol Fungsi
1 OA A road output pin
2 VCC Supply voltage
3 VCC Supply voltage
4 OB B output pin
5 GND Ground
6 IA A road input pin
7 IB B input pin
8 GND Ground
Gambar 2.9 Figur Pin
L9110 The ASIC (application specific integrated circuit) adalah microchip atau semikonduktor yang dirancang untuk aplikasi dengan fungsi yang sangat spesifik atau CPU untuk keperluan khusus sesuai dengan tujuan chip tersebut dibuat. ASIC biasanya digunakan pada produk elektronik seperti kamera, handycam, printer, switch dan lain-lain. Rancangan ASIC melibatkan banyak fungsi dari sebuah library dan mengintegrasikannya kedalam sebuah sirkuit, dan biasanya didesain dalam format full custom design. Dengan menggunakan format
ini ada beberapa keuntungan yang didapatkan, antara lain penggunaan area yang lebih sedikit, peningkatan performa serta kemampuan pengintegrasian dengan komponen analog. ASIC modern saat ini biasanya terdiri dari processor 32-bit, blok memori seperti ROM, RAM, EEPROM, dan Flash serta komponen lainnya. 2.4.1 Prinsip Kerja
Prinsip kerja chip ASIC pada umumnya sama dengan cara kerja IC lainnya yaitu dengan menggunakan sel logika, yang merupakan suatu entitas dalam elektronika dan matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Sel logika biasanya diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay). Tiap-tiap sel logika mempunyai beberapa jumlah masukan. Biasanya berjumlah dua hingga 10 masukan. Sel-sel logika juga mempunyai keluaran yang berjumlah satu atau dua, tergantung dari jenis fungsinya.
2.4.2 Tes dan Kondisi
Vcc = 9 V, Iout = 750mA
Tabel 2.7 Tes Dan Kondisi
Simbol Parameter Minimum Khusus Maksimum Units
VHout Output
high
7.50 7.60 7.70 V
VLout Output low 0.35 0.45 0.55 V
VHinput Input high 2.5 5.0 9.0 V
Tabel diatas menunjukan tegangan masuk di mulai Vcc = 9 Volt dan arus keluarnya = 750mA, L9110 ini menurut tabel untuk tegangan keluar bisa menahan maksimalnya 7,7 Volt dan tegangan rendahnya sampai 0.35 Volt begitu pun dengan tegangan masuknya mampu menahan maksimalnya 9.0 Volt dan tegangan rendahnya sampai 0 Volt.
2.4.3 Karakteristik Elektrikal
Tabel 2.8 Karakteristik Elektrikal
Simbol Parameter Range Unit
Min Khusus Max
Vcc Suppy Voltage 2.5 6 12 V Idd Quiescent Current - 0 2 Ua Iin Operating Current 200 350 500 Ua IC Continuous 750 800 850 Ma Imax Current peak - 1500 2000 Ma
L9110 chip ini memiliki dua TTL / CMOS kompetibel dengan tingkat input, dengan ketahanan yang baik dua terminal output dapat langsung maju dan mundur gerakan motor drive, ia memiliki kemampuan besar saat bekerja masing-masing saluran melalui 750 – 800mA arus terus menerus, kemampuan arus puncak hingga 1,5 – 2,0 A semesntara itu memiliki tegangan saturasi output yang rendah, built-in klem dioda membalikan dampak dari rilis induktif saat beban di relay drive, motor DC, stepper motor atau beralih tabung penggunaan daya pada aman dan terpercaya.
L9110 banyak di gunakan dalam mobil mainan drive motor, stepper motor penggerak penggerak dan beralih sirkuit tabung listrik.
2.5 DC Converter
Gambar 2.10 DC Conventer
Power supply atau dalam Bahasa Indonesia lebih dikenal dengan istrilah catu daya berfungsi untuk menkonversikan satu bentuk sumber listrik ke beberapa beberapa bentuk tegangan dan arus yang dibutuhkan oleh satu atau lebih beban listrik. Sistem catu-daya modern saat ini bekerja dalam mode pensaklaran, switching, dan mempunyai efisiensi yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sistem catu-daya linier. Salah satu komponen utama dari sistem catu daya mode pensaklaran adalah konverter DC-DC yang akan penulis bahas pada artikel berikut ini.
Secara umum, konverter DC-DC berfungsi untuk mengkonversikan daya listrik searah (DC) ke bentuk daya listrik DC lainnya yang terkontrol arus, atau tegangan, atau dua-duanya. Ada lima rangkaian dasar dari konverter DC-DC non-isolasi, yaitu buck, boost, buck-boost, cuk, dan sepic.
Pada artikel ini akan dibahas paparan dasar mengenai kelima topologi rangkaian konverter DC-DC ini. Ada banyak perkembangan pesat topologi baru konverter DC-DC dan juga di bidang teknologi saklar semikonduktor, teknik untuk mengurangi rugi-rugi penyaklaran, penentuan tapis, dan rangkaian kendalinya.
2.5.1 DASAR TEORI
Konverter DC-DC berlaku seperti halnya trafo/transformer yang mengubah tegangan AC tertentu ke tegangan AC yang lebih tinggi atau lebih rendah. Tidak ada peningkatan ataupun pengurangan daya masukan selama pengkonversian bentuk energi listriknya, sehingga secara ideal persamaan dayanya dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :
Konverter DC-DC dapat dibagi menjadi 2 kategori besar, yaitu yang terisolasi dan yang tak terisolasi. Kata ’isolasi’ disini secara sederhana bermakna adanya penggunaan trafo (isolasi galvanis) antara tegangan masukan dan tegangan keluaran konverter DC. Beberapa sumber menyebutkan bahwa konverter DC-DC yang tak terisolasi dengan istilah direct converter, dan konverter yang terisolasi dengan istilah indirect converter.
2.5.2 TOPOLOGI PENURUN TEGANGAN (BUCK CONVERTER)
Konverter jenis buck merupakan konverter penurun tegangan yang mengkonversikan tegangan masukan DC menjadi tegangan DC lainnya yang lebih rendah. Seperti terlihat pada gambar 2, rangkaian ini terdiri terdiri atas satu saklar
aktif (MOSFET), satu saklar pasif (diode), kapasitor dan induktor sebagai tapis keluarannya.
Gambar 2.12 Rangkaian konverter DC-DC tipe buck
Untuk tegangan kerja yang rendah, saklar pasif (dioda) sering diganti dengan saklar aktif (MOSFET) sehingga susut daya pada saklar bisa dikurangi. Apabila menggunakan 2 saklar aktif, kedua saklar ini akan bekerja secara bergantian, dan hanya ada satu saklar yang menutup setiap saat. Nilai rata-rata tegangan keluaran konverter sebanding dengan rasio antara waktu penutupan saklar (saklar konduksi/ON) terhadap periode penyaklarannya. Biasanya nilai faktor daya ini tidak lebih kecil dari 0.2, karena jika dioperasikan pada rasio tegangan yang lebih tinggi, saklar akan bekerja dibawah keandalannya dan menyebabkan efisiensi konverter turun. Untuk rasio (Vd/Ed) yang sangat tinggi, biasanya digunakan konverter DC-DC yang terisolasi atau topologi yang dilengkapi dengan trafo.
2.5.3 TOPOLOGI PENAIK TEGANGAN (BOOST CONVERTER)
Konverter boost berfungsi untuk menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dibanding tegangan masukannya, atau biasa disebut dengan konverter penaik tegangan. Konverter ini banyak dimanfaatkan untuk aplikasi pembangkit listrik tenaga surya dan turbin angin.
Skema konverter jenis ini dapat dilihat pada gambar 3 dan gambar 4, dimana komponen utamanya terdiri atas MOSFET, dioda, induktor, dan kapasitor. Jika saklar MOSFET pada kondisi tertutup, arus akan mengalir ke induktor sehingga menyebabkan energi yang tersimpan di induktor naik. Saat saklar MOSFET terbuka, arus induktor ini akan mengalir menuju beban melewati dioda sehingga energi yang tersimpan di induktor akan turun. Rasio antara tegangan keluaran dan tegangan masukan konverter sebanding dengan rasio antara periode penyaklaran dan waktu pembukaan saklar. Keunggulan dari konverter boost adalah mampu menghasilkan arus masukan yang kontiniu.
Gambar 2.13 Rangkaian konverter DC-DC tipe boost
Karena arus masukan konverter dapat dijaga kontinu, pada saat konverter ini diserikan dengan penyearah dioda, konverter ini tidak menimbulkan harmonisa pada arus sumber penyearah dioda. Atau dengan kata lain, arus sumber mempunyai bentuk gelombang mendekati sinusoidal dengan faktor daya sama dengan satu.
Converter tegangan DC menjadi tegangan AC dapat dibuat dengan rangkaian sederhana yang terdiri dari pembangkit pulsa dan sistem switching transformer step-up tegangan. Rangkaian converter DC ke AC ini dapat mengubah tegangan DC +12 volt menjadi tegangan AC 220 volt. Converter tegangan pada bagian ini menggunakan pembangkit pulsa IC CD4047 yang diset sebagai astabil multivibrator dengan frekuensi kerja 50 – 60 Hz. IC CD4047 merupakan IC CMOS yang didesain khusus untuk keperluan pembangkit pulsa yang dapat diset sebagai monostabil multivibrator dan astabil multivibrator.
Rangkaian converter DC ke AC menggunakan IC CD4047 sangat sederhana dan gambar rangkaian serta komponen untuk membuat converter DC ke AC secara lengkap dapat dilihat pada gambar rangkaian berikut.
Gambar 2.15 Rangkaian konverter DC 12 volt ke AC 220 volt
Rangkaian converter DC 12 volt ke AC 220 volt diatas terdiri dari beberapa bagian yang dapat dijabarkan sebgai berikut :
Bagian pembangkit pulsa, bagian ini berfungsi untuk mebangkitkan pulsa dengan frekuensi 50 – 60 hz untuk menggerakan sistem switching transformator. Rangkaian pembangkit pulsa dibuat dengan IC CD4047 yang diset sebagai multivibrator astabil dengan output Q dan Q yang masing-masing berfungsi memberikan pulsa input untuk menggerakan sistem switching transformer.
Bagian switching transformer, bagian ini berfungsi untuk membentuk sistem induksi secara bergantian pada transformer step-up agar memberikan output pada
sisi kumparan yang lain. Rangkaian switching ini menggunakan 2 unit MOSFET IRFZ44 yang diberi input oleh pin Q dan Q dari pembangkit pulsa IC CD4047.
Bagian step-up, bagian ini berfungsi untuk menaikan tegangan dari 12 volt DC menjadi 220 volt AC. komponen yang digunakan untuk melakukan tugas step-up ini adlah sebuah transformer dengan sisi sekunder CT 12 volt dan primer 220 volt. Output rangkaian converter tegangan DC 12 volt ke AC 220 volt ini berbentuk gelombang persegi sehingga rangkaian converter seperti ini disebut sebagai square wave converter. Converter DC 12 volt ke AC 220 volt ini dapat digunakan untuk menyalakan lampu penerangan AC 220 volt dari sebuat accumulator 12 volt.
2.5.4 TOPOLOGI SEPIC
Konverter topologi ini adalah perbaikan dari topologi konverter DC-DC tipe cuk. Konverter topologi ini memungkinkan untuk menghasilkan tegangan keluaran yang berpolaritas sama dengan sumber tegangan masukan.
2.6 Batterai
Gambar 2.17 Batterai AA
Hambatan terbesar pada teknologi gadget adalah batere. Ya, selama 50 tahun terakhir teknologi batere belum berubah banyak. Bayangkan kenikmatan dan juga penghematan andaikata batere yang mendayai iPhone 3G, notebook dan PDAphone kita mampu bekerja lebih dari satu hari setelah diisi penuh satu kali saja. Baterai adalah salah satu dari sumber energi dan sangat penting bagi penggunaan mobile Gadget. Produsen Gadget mengunakan berbagai macam jenis baterai yang berpengaruh terhadap harga, ukuran serta kemampuan gadget tersebut.
Untuk jenis yang paling banyak digunakan saat ini, adalah baterai type Lithium dan type AA. Untuk type AA biasanya digunakan baterai Alkaline. Berbeda dengan baterai AA biasa, jenis Alkaline mempunyai kapasitas lebih besar yang pada gadget digunakan untuk LCD dan Flash. Namun, penggunaan baterai Alkaline sebenarnya lebih disarankan untuk diganti dengan jenis NiMH yang mempunyai kapasitas lebih besar lagi dibanding Alkaline dan mempunyai kemampuan untuk di isi ulang. Sedangkan jenis baterai Lithium lebih menguntungkan dari segi berat dan ukuran, karena gadget yang menggunakan baterai type Lihtium biasanya didesign lebih compact dan lebih ringan dibanding gadget dengan baterai type AA. Jika diperhatikan pada baterai Alkaline kemungkinan tidak terlihat berapa besar kapasitas yang tertulis pada baterai,
sedangkan pada NiMH terlihat jelas berapa besar kapasitas yang dapat disimpan oleh baterai tersebut.
Ketika baterai memberikan power kepada peralatan elektronik yang memerlukan energi yang besar seperti gadget digital, peralatan komputer, portable music player sebuah baterai Alkaline hanya akan memberikan sebagian dari kapasitasnya. Sedangkan pada baterai NiMH atau NiCd, baterai tersebut memberikan lebih banyak kapasitasnya dan besarnya mendekati kapasitas maksimum pada peralatan elektronik yang rakus energi. Itu berarti pada gadget digital, sebuah NiMH dengan kapasitas 1800 mAh dapat memberikan lebih banyak foto dibanding sebuah baterai Alkaline yang mempunyai kapasitas 2800 mAh.
Pada dasarnya semua batere bekerja dalam cara yang sama. Zat kimia yang ada di dalam batere menghasilkan elektron-elektron, yang berkumpul pada ujung negatif batere, dan mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Ketika kita memasang batere di dalam gadget, electron-elektron mengalir ke seluruh gadget dan kembali ke ujung positip batere, membuat sebuah siklus dan menyebabkan proses kimiawi yang menghasilkan energi, yang membuat gadget Anda bekerja. Kata mAh merupakan satuan kapasitas baterai isi ulang. 500 mAh berarti bila baterai dibebani 125 mA (mili amper), ia dapat bertahan 4 jam. Atau 1 jam pada 500mA. Makin besar nilai mAh sebuah baterai berarti ia akan dapat dipakai lebih lama sebelum perlu di-charge ulang. Angka 1.2 V menyatakan besarnya voltase baterai. Pastikan voltase baterai ini sama dengan spesifikasi Gadget Anda Untuk battery baru, disarankan untuk melakukan proses charging (isi) dan discharging (membuang) setrum 2 sampai 5 kali hingga battery mencapai kapasitas maksimalnya.
Cara melakukan discharging dengan menggunakan baterai tersebut sampai tidak bisa digunakan lagi di gadget. Pada alat charger tertentu, disediakan fasilitas untuk discharge baterai. Biasanya fasilitas yang disediakan pada alat ini cukup
Lalu mengapa ada berbagai jenis batere? Campuran kimia di dalam batere-lah yang menyebabkan perbedaan tersebut. Berdasarkan campuran itu pula, batere diklasifikasikan. Nah, kenalilah tipe batere gadget Anda dan juga cara merawatnya agar dayanya awet.
Gambar 2.18 Batterai Jenis Alkaline
1. Alkaline Adalah jenis batere yang paling umum ditemukan. Batere yang harganya murah dan dayanya habis dalam sekali pakai ini bisa mendayai Game Boy Anda selama 20 menit (atau 2,5 menit pada Sega Nomad). Kerapatan energi, jumlah daya yang dikandung batere Alkaline tidak buruk, tetapi pada gadget yang haus energi seperti MP3 player atau kamera digital, daya batere ini cepat terkuras habis. Namun untuk gadget yang tidak tinggi tuntutan dayanya, batere Alkaline bisa bertahan lama, bahkan bisa bertahun-tahun. Sayangnya batere ini tidak bisa diisi ulang.
2. Silver oxide atau batere silver-zinc menyediakan cukup banyak daya dan tahan lama. Batere tipe ini dipakai dalam jam tangan dan juga mainan anak-anak, maupun di torpedo dan kapal selam, atau perangkat lain yang mementingkan kinerja, bukan harga. Kelemahannya, perak yang digunakannya mahal jika ukuran batere lebih besar daripada kancing yang dipakai pada gadget. Selain itu, di akhir masa pakainya batere ini seringkali bocor dan lelehan merkuri-nya berbahaya.
Gambar 2.20 Batterai Jenis Lead Acid
3. Batere Lead-acid terdiri dari dua tipe besar: batere pemicu seperti yang ada di mobil Anda dan dirancang untuk lonjakan daya singkat; dan batere bersiklus panjang yang memberikan daya yang lebih rendah, lebih ajek dan digunakan di kapal, mobil golf, dan sebagai daya cadangan di berbagai gadget.
4. Batere Alkaline Isi Ulang (rechargeable): Mirip batere Alkaline biasa, tetapi dibuat agar bisa diisi ulang – artinya membuat elektron-elektron dipompa masuk kembali ke dalam batere. Tidak sepeti batere Nickel metal hydride, batere ini tidak habis dayanya bila tidak dipakai, tetapi kapasitasnya berkurang setiap kali dhisi ulang dan tidak setinggi batere Alkaline biasa.
Gambar 2.22 Batterai Jenis Nikel Cadmium
5. Nickel Cadmium, alias NiCad, Baterai ini merupakan jenis tertua, paling tahan banting, namun berat dan volumenya paling besar. Baterai jenis ini sudah tidak lagi banyak digunakan pada gadget karena dianggap tidak praktis. Baterai NiCad sangat rentan efek memori. Maksudnya, baterai hanya mengisi ke tingkat dimana baterai terakhir di-discharge, akibat proses akumulasi gas yang terperangkap dalam plat sel baterai. Jika baterai di-discharge hingga 30 persen dan di recharge, maka baterai hanya akan mengisi energi yang terpakai tadi (30 persen) yang dilanjutkan dengan penyusutan volume "gas" yang terperangkap. Cara terbaik untuk menghilangkan efek memori dan membuang sisa gas terperangkap adalah dengan melakukan "burping", atau mengkondisikannya. Maksudnya, menghabiskan seluruh isi baterai pada gadget hingga benar-benar kamerea mati dan melakukan re-charging. Selain itu kendati tidak dipakai, batere akan kehabisan seluruh dayanya setelah sekitar 90 hari
Gambar 2.23 Batterai Jenis Nickel Metal Hydride
6. Nickel metal hydride, alias NiMH, menggantikan kadmium dalam NiCad dengan campuran yang membuatnya mampu menahan lebih banyak energi (40%) pada ruang yang sama dibandingkan NiCad. NiMH merupakan pengembangan dari NiCd, dibanding NiCd dengan volume sama, kapasitasnya jauh lebih besar. Namun, seperti halnya NiCd, NiMH juga rawan terhadap memory effect meski tidak sebesar NiCd. Beberapa produsen baterai bahkan menyatakan NiMH produknya bebas memory effect. Seperti Sanyo eneloop, daya yang ada perlahan-lahan akan habis walaupun batere tidak dipakai.Fenomena ini muncul saat baterai yang belum habis dipakai sudah di-charge ulang. Bila dilakukan berkali-kali baterai dapat kehilangan kapasitasnya dan hanya mampu menampung sedikit daya saja sebelum dengan cepat habis. Memory effect dapat dihilangkan dengan mengosongkan baterai sampai habis sebelum mengisi ulang. Setiap 10-15 kali siklus isi ulang baterai NiMH, kosongkanlah baterai hingga habis sama sekali sebelum mengisi ulang. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan "bibit-bibit" memory effect yang mungkin timbul. Jangan sekali-kali mengosongkan baterai dengan bola lampu dan kabel hingga lampu mati. Ini akan dapat merusak sel baterai yang paling lemah (reversal effect), dan pada gilirannya merusak semua sel. Sisakan
setidaknya 1V per sel baterai, pantaulah terus-menerus karena voltase baterai akan turun dengan tiba-tiba. Bila Anda tidak memiliki alat untuk itu, lebih baik jangan lakukan. Mengosongkan dengan gadget adalah cara terbaik, karena ambang batas aman pasti tidak kelebihan. Beberapa produsen baterai NiMH menyatakan bahwa baterainya bisa di recharge lebih dari 500 kali, namun bila baterai NiMH telah mencapai 400 kali siklus isi ulang, perlu dipersiapkan untuk penggantian baterai tersebut, karena walaupun masih bisa digunakan, biasanya kapasitasnya sudah menurun dan berarti masa pakai sebelum diisi ulang sudah berkurang.. Baterai Li-ion dapat rusak dengan mendadak jika rangkaian di dalamnya rusak. Untuk membuang baterai yang sudah tidak digunakan, sebaiknya berhati-hati karena kandungan kadmiumnya bisa mencemari tanah
Gambar 2.24 Batterai Jenis Li-ion
7. Lithium ion alias Li-ion menjadi batere standar pada gadget masa kini. Dibandingkan batere dengan bahan nikel, Li-Ion lebih efisien energi dan tidak memiliki efek memori, tetapi juga lebih mahal harganya. Namun batere tipe ini tidak boleh dibuang sembarangan karena bisa meledak (walaupun hanya terjadi beberapa kali per satu juta batere). Dibandingkan NiMH, siklus isi ulang batere Li-ion lebih pendek setengahnya ( 1000 vs.
500 kali). Ada kelemahan lain. Jika daya batere benar-benar habis dan voltase-nya turun di bawah ambang tertentu, kapasitas energi batere Li-ion akan menciut secara permanen. Karena itulah batere dirancang untuk mati jika dipasang setelah waktu tertentu. Biasanya, jika Anda punya gadget dengan batere bertipe isi ulang, tipe Li-Ion-lah yang dipakai. Jika tidak, mungkin baterenya berjenis Li-Poly.
Gambar 2.25 Batterai Jenis Li-Po
8. Lithium ion poly atau lithium poly atau li-poly (Li-Po), berasal dari lithium ion tetapi menggunakan elektrolit berbasis polimer gel. Karena itu namanya menjadi lithium ion poly. Batere tipe ini lebih bandel (tidak mudah meledak) dibandingkan Li-ion standar, lebih ringan dan bisa dibentuk sesuka hati. Anda akan semakin sering menjumpainya sebagai pengganti lithium-ion di laptop dan gadget lain. Kelemahannya, batere ini lebih cepat habis dibandingkan Li-ion biasa.
Gambar 2.26 Batterai Jenis Li-Fe
9. Lithium iron phosphate (Li-Fe) merupakan perkembangan dari lithium ion yang menggantikan campuran oksida kobalt dalam li-ion. Tipe ini lebih kecil kemungkinannya meledak dan dapat melepaskan kapasitas dan terisi ulang sangat cepat. Namun sampai saat ini lithium iron phosphate masih mahal dan rumit pembuatannya. Mau tahu di mana batere ini ada? Antara lain di laptop OLPC XO dan mobil hibrida. Self Discharge Salah satu yang perlu diperhatikan pada penggunaan baterai charge NiCad dan NiMH adalah 'self discharge', yaitu berkurangnya kapasitas yang terdapat pada battery walaupun tidak digunakan. Jumlah/persentasi self discharge pada masing-masing baterai berbeda-beda, tapi bisa diperkirakan sekitar beberapa persen (1 sampai 3%) perhari dari kapasitas maksimumnya dan pada suhu 70 derajat Fahrenheit. Penempatan baterai NiMH pada temperator yang lebih rendah akan sedikit membantu mengurangi efek self discharge. Ada yang menyebutkan apabila baterai NiMH dibekukan (dingin) dalam 1 bulan sisa kapasitas baterai masih ada 90% sejak terakhir di recharge. Tapi sebelum digunakan, baterai NiMH yang dibekukan tersebut harus dikembalikan dulu pada suhu ruangan yang normal. Jadi setelah kita men-charge baterai NiMH, sebaiknya disimpan pada suhu yang dingin untuk mengurangi efek self dischargenya. Disarankan untuk me-recharge lagi baterai yang sudah disimpan dalam jangka waktu yang
lama sebelum di gunakan. Berbeda dengan baterai Alkaline, jika baterai Alkaline disimpan pada suhu ruang normal, efek self discharge yang terjadi kurang dari 2% per tahun. Sehingga walaupun disimpan dalam jangka waktu yang lama, kapasitas baterai Alkaline nyaris tidak akan berkurang dari semula. Sebagai catatan, jika baterai Alkaline disimpan pada suhu 85 derajat Fahrenheit, efek self discharge hanya sekitar 5% pertahun, tapi pada 100 derajat Fahrenheit, efek self discharge baterai Alkalin sekitar 25% pertahun. Jadi apabila kita tinggal pada lokasi yang cuacanya sangat panas, disarankan untuk menyimpan baterai Alkalin pada ruang pendingin untuk menghindari efek selft discharge, walaupun persentasinya sangat kecil sekali dibandingkan efek self discharge pada baterai NiMH dalam kondisi suhu yang sama. Baterai Lithium juga hampir sama dengan baterai Alkaline, efek self dischargenya sangat kecil dibandingkan dengan baterai NiMH, sehingga jika kita charge penuh dan disimpan pada suhu ruang normal pada waktu yang lama, kapasitanya juga tidak akan banyak berkurang. Tapi sampai saat ini untuk ketiga jenis baterai tersebut (Alkaline, NiMH, dan Lithium) baterai NiMH harganya memang lebih murah dibanding yang lainnya. Jadi dipertimbangkan saja menggunakan baterai jenis yang mana dan disesuaikan dengan peralatan yang akan digunakan. Charging Time Ada berbagai macam jenis alat charger yang digunakan untuk mengisi ulang baterai NiMH atau NiCd yang kapasitasnya habis. Alat-alat tersebut mempunyai berbagai macam sensor untuk membatasi kelebihan kapasitas (overcharge) yang dapat mengakibatkan sel baterai tersebut rusak dan kemampuan penyimpanannya berkurang. Sensor dalam bentuk timer, biasanya ini sudah disesuaikan satu paket dengan jenis baterainya, sehingga dari awal charging sampai waktu tertentu, alat charger ini dapat menghentikan pengisian sehingga menghindari overcharge. Ada juga dalam bentuk microprocessor yang biasanya disebut oleh produsen sebagai smart rapid charger, yaitu dapat menghitung dengan tepat berapa sisa kapasitas baterai sebelum alat tersebut berhenti men-charge baterai. Kadang alat ini juga dilengkapi dengan detektor suhu baterai yang berfungsi juga untuk
membantu mengendalikan charging baterai. Trickle charge, adalah kemampuan alat charger untuk memberikan ampere secara sedikit-sedikit ke baterai NiMH akibat dari efek self discharge (keterangan tentang self discharger diatas). Kemampuan ini berguna untuk menjaga agar baterai selalu dalam kondisi penuh dan siap pakai, walaupun dibiarkan dalam jangka waktu yang lama di alat charger. Terdapat juga alat charge yang manual, untuk alat ini sebenarnya hampir sama dengan alat charge yang menggunakan sensor, tapi bedanya perlu diperhitungkan dengan tepat sehingga tidak terjadi overcharge, karena alat ini akan men-charge terus selama belum dimatikan, jadi tidak ada indikator baterai sudah penuh. Namun apabila charging timenya tepat dan tidak melebihi hitungan maksimum, maka penggunaan alat ini cukup aman, tapi biasanya arus yang diberikan cukup kecil (untuk menghindari overcharge) sehingga diperlukan waktu lama agar baterai bisa terisi penuh.
Untuk charging Time pada masing-masing jenis alat charge sebenarnya mempunyai perhitungan dasar yang dapat dihitung dengan rumus ideal sebagai berikut :
mahB = Kapasitas Maksimum Baterai
mAhC = Bersarnya Amper perjam yang diberikan charger th = Total Waktu dalam Jam
th = mAhB / mAhC
Jadi, jika baterai 1800 mAh dan Ampre Chargernya 100 mAh, berarti : 1800 / 100 = 18 jam Waktu yang diperlukan untuk chargingnya pada kondisi ideal adalah 18 jam.
2.7 Dinamo
Gambar 2.27 Dinamo
Dinamo pertama dibuat berdasarkan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat peralatan dari Perancis. Alat ini
menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah “crank”. Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara dan selatannya
melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat.
Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati kumparan. Lebih jauh lagi, kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.
2.7.1 Pengertian Dinamo
Dinamo adalah alat untuk merubah energi Listrik menjadi energi gerak dan dari energi gerak menjadi energi listrik.
Dinamo adalah generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang digunakan
pada abad ke-21. Dinamo menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik.
2.7.2 Komponen Utama Dinamo
Ada beberapa bagian utama dinamo antara lain: a. Sebuah kumparan
b. Sebuah cincin geser c. Sikat
d. Magnet
Langkah -langkah kerja dinamo adalah sebagai berikut: a. Sebuah kumparan berputar dalam medan magnet.
b. Tiap-tiap ujung kawat kumparan dihubungkan dengan sebuah “cincin geser”. c. Cincin geser tersebut menempel sebuah sikat.
d. Bila kumparan diputar maka dalam kumparan itu timbul GGL AC. GGL AC ini menimbulkan arus AC di dalam rangkaian dinamo.
2.7.3 Prinsip Kerja Dinamo
Dinamo sepeda merupakan generator atau pembangkit listrik yang sederhana. Saat ini kita jarang menemukan sepeda yang menggunakan dynamo. Dahulu ketika penggunaan sepeda motor dan mobil belum sebanyak sekarang, sepeda masih menjadi sarana tranportasi yang cukup dominan, baik siang maupun malam hari. Dinamo dipakai untuk menyalakan lampu sepeda pada malam hari.
Dinamo sepeda pada dasarnya adalah sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan tetap. Jika roda sepeda di putar dan menyinggung kepala dinamo yang dihubungkan pada sebuah magnet, sehingga putaran roda juga akan memutar magnet. Biasanya dinamo sepeda mampu menghasilkan tegangan sebesar 6 -12 Volt.
Bagian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak. Bila magnet tetap diputar, perputaran tersebut
menimbulkan GGL induksi dalam kumparan. Bila sebuah lampu pijar (lampu sepeda) dipasang dalam kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan.
Lampu tadi akan dilewati arus induksi AC. Akibatnya, lampu tersebut menyala. Nyala lampu akan makin terang bila perputaran magnet tetap makin cepat (laju sepeda makin kencang).
2.7.4 Fungsi Dinamo
Fungsi dinamo yaitu piranti yang merubah energi listrik menjadi energi gerak putar (mengubah energi listrik menjadi energi gerak).
