LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM MEKATRONIKA TAHU

(1)

LAPORAN AKHIR

PRAKTIKUM MEKATRONIKA TAHUN 2014/2015

IMPLEMENTASI ILMU MEKATRONIKA PADA PROTOTYPE ROBOT

PENDETEKSI GAS METANA SKALA LABORATORIUM BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3

Oleh :

KELOMPOK : 14

ANGGOTA : 1. Arafi Adi Putra (1210912003)

2. Arief Mandra S (1210912007)

3. Erit Fernando (1210912056)

4. Fitrah Qalbina (1210913044) 5. Khoirul Ikhwan (1210913046) 6. Rudi Herawaldi (1210912047) 7. Yogi Kurnia Putra (1210913010)

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

(2)

(3)

ABSTRAK

Perkembangan teknologi saat ini memacu masyarakat ilmiah untuk meneliti dan menciptakan alat baru agar bisa lebih mengefesienkan pekerjaan manusia, penerapan-penerapan sensor dan robot otomatis juga semakin laku dipasaran. Maka timbul lah ide untuk membuat sebuah robot otomatis pendeteksi gas metana,gas metana merupakan gas beracun yang dapat menimbulkan kematian bagi makhluk hidup namun gas tersebut tidak bewarna. Sehingga dibuat sebuah alat yang bertujuan untuk memudahkan mendeteksi gas metana tersebut. Robot pendeteksi ini memanfaatkan sensor gas metana MQ-4 dan menggunakan aplikasi hp android yaitu SENA BTerm, penggunaan bluetooth MC-05 juga berperan penting pada robot pendeteksi ini.

Berdasarkan hasil implementasi robot otomatis pendeteksi gas metana ini menggunakan prinsip mekatronika secara baik dan kompitibel namun memiliki keterbatasan dalam jangkauan atau jarak deteksi yang hanya sekitar 30 m.

(4)

i

KATA PENGANTAR

Puji beserta syukur kami ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan segala rahmat serta karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan

Laporan Akhir Praktikum Mekatronika di Laboratorium Mekatronika.

Laporan ini ditulis untuk memenuhi persyaratan dalam meyelesaikan mata

kuliah Mekatronika berserta praktikum Mekatronika dari awal hingga selesai.

Pelaksanaan dan penyusunan laporan ini tidak mungkin terlaksana tanpa bantuan

dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan

terima kasih kepada :

1. Bapak Zulkifli Amin Ph.D, Bapak Firman Ridwan Ph.D, dan Bapak

Dr.-Ing. Agus Sutanto, yang telah memberikan pengetahuan dasar mekatronika

pada mata kuliah Mekatronika.

2. Bapak Zulkifli Amin Ph.D sebagai Kepala Laboratorium Mekatronika.

3. Muhammad Adha selaku koordas Laboratorium Mekatronika dan KM

Abdul Rozak selaku koorprak Laboratorium Mekatronika.

4. Ahmad Affandi selaku asisten yang telah memberikan bimbingan selama

praktikum dan penyusunan laporan akhir ini.

5. Seluruh asisten Mekatronika.

6. Rekan-rekan kelompok 14 jurusan Teknik Mesin Angkatan 2012 yang

telah memberikan saran dan bantuannya, serta semua pihak yang

membantu kami baik secara langsung maupun tidak langsung.

Semoga dengan laporan akhir ini dapat diterima dan memberikan manfaat

bagi yang membaca, dan sangat kami harapkan kritik dan saran untuk

kesempurnaan laporan akhir yang lain untuk ke depannya.

Padang , November 2014

(5)

DAFTAR ISI

2.1. Teori Dasar Mekatronika ... 3

2.1.1. Mekatronika ... 3

2.2. Teori Dasar Komponen Elektronika ... 16

(6)

2.2.3. Kontroller (Microcontroller Arduino Uno)... 46

2.2.4. Aktuator ... 2.2.4.1. Motor DC ... 47

2.2.4.2. Buzzer ... 48

2.2.5. Interface (HP Arduino) ... 49

BAB III METODOLOGI 3.1 Flow Chart Penulisan Laporan ... 51

3.2 Prinsip Kerja Alat ... 52

3.3 Skema Rangkaian ... 55

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Gambar Alat (Semua Tampak) ... 58

4.2 Analisa ... 60

4.2.1. Rangkaian ... 60

4.2.2. Program ... 62

4.2.3. Kelebihan dan Kekurangan Alat ... 63

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 64

5.2 Saran ... 64

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Lampiran 1 : Lembar Asistensi

(7)

DAFTAR TABEL

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bentuk Bagan dari Ilmu Mekatronika ... 3

Gambar 2.2 Sistem Mekatronika ... 4

Gambar 2.3 Skema Sistem Kontrol Terbuka ... 5

Gambar 2.4 Skema Sistem Kontrol Tertutup ... 5

Gambar 2.5 Diagram Ketepatan dan Ketelitian... 6

Gambar 2.6 Grafik Sensitivitas ... 6

Gambar 2.13Metal Sensor Detector ... 9

Gambar 2.14. Potensiometer ... 9

Gambar 2.15 Termokopel ... 9

Gambar 2.16 IC (Intergrate Circut) ... 10

Gambar 2.17 MC (Micro Controller) ... 10

Gambar 2.18 PLC (Programabble Logic Control) ... 11

Gambar 2.19 MP (Micro Processor) ... 11

Gambar 2.20 PC (Personal Computer) ... 12

Gambar 2.21 Motor DC ... 12

Gambar 2.22 LED ... 12

Gambar 2.23 Pnuematic Slinder ... 13

Gambar 2.24 Dongkrak Hidrolik ... 13

Gambar 2.25 Grafik Sinyal Analog ... 14

Gambar 2.26 Grafik Sinyal Digital ... 14

Gambar 2.27 Resistor ... 17

(9)

Gambar 2.29 NIST Standard Resisitor ... 18

Gambar 2.30Wirewound High Power Resistor ... 19

Gambar 2.31Fuse Resistor ... 19

Gambar 2.32Carbon Film Resistor ... 20

Gambar 2.33 Struktur Penyusun Carbon Film Resistor ... 20

Gambar 2.34Metal Carbon Film Resistor ... 20

Gambar 2.35 Struktur Penyusun Metal Carbon Film Resistor ... 21

Gambar 2.36Foil Resistor ... 21

Gambar 2.37Power Film Resistor ... 22

Gambar 2.38 Potensiometer ... 22

Gambar 2.39 Simbol Potensiometer ... 22

Gambar 2.40 Trimpot ... 23

Gambar 2.41 Simbol Trimpot ... 23

Gambar 2.42 NTC dan PTC ... 24

Gambar 2.43Light Dependent Resistor (LDR) ... 24

Gambar 2.44 Simbol Light Dependent Resistor (LDR) ... 24

Gambar 2.45 VDR ... 25

Gambar 2.46Multitester Analog ... 25

Gambar 2.47 Skema Pembacaan Nilai Resistor ... 26

Gambar 2.48 Contoh Warna Resistor ... 27

Gambar 2.49 Rangkaian Seri Resistor ... 27

Gambar 2.50 Rangkaian Paralel Resistor ... 28

Gambar 2.51 Rangkaian Seri Paralel Resistor ... 28

Gambar 2.52 Simbol Kapasitor ... 29

Gambar 2.53 Kapasitor Tetap dan Simbolnya... 29

Gambar 2.54 Kapasitor Trimmer dan Simbolnya ... 30

Gambar 2.55 Kapasitor Varco dan Simbolnya ... 30

Gambar 2.56 Kapasitor Elektrolit ... 31

Gambar 2.57 Kapasitor Tantalun... 31

(10)

Gambar 2.59 Kapasitor Polyprolyene ... 32

Gambar 2.60 Kapasitor Kertas ... 32

Gambar 2.61 Kapasitor Mica... 32

Gambar 2.62 Kapasitor Keramik ... 32

Gambar 2.63 Kapasitor Epoxy ... 33

Gambar 2.64 Kapasitor Variabel ... 33

Gambar 2.65 Pengukuran pada Kapasitor ... 33

Gambar 2.66 Simbol Dioda ... 35

Gambar 2.67 Dioda dan Simbol Dioda Rectifier ... 35

Gambar 2.68 Dioda Zenner dan Simbolnya ... 35

Gambar 2.69 Gambar dan Simbol LED ... 36

Gambar 2.70 Warna Dioda ... 37

Gambar 2.71 Gambar dan Simbol Dioda Cahaya (Photodiode) ... 38

Gambar 2.72 Gambar dan Simbol Dioda Varco... 38

Gambar 2.73 Gambar dan Aliran Arus Dioda ... 39

Gambar 2.74 Penggunaan Multitester pada Dioda ... 40

Gambar 2.75 Rangkaian Minimum IC H Bridge L298 ... 41

Gambar 2.82Interface Microcontroller Arduino through HP ... 50

(11)

Gambar 3.7 Skema Rangkaian Arduino ... 56

Gambar 3.8 Skema Rangkaian Driver Motor ... 56

Gambar 3.9 Skema Rangkaian Buzzer LED Indikator ... 57

Gambar 3.10 Skema Rangkaian LED Penerangan ... 57

Gambar 4.1 Robot Keseluruhan ... 58

Gambar 4.2 Foto Alat dari Berbagai Posisi ... 59

Gambar 4.3 Ban, Gearbox, danMotor DC ... 59

Gambar 4.4 Rangkaian Sensor Gas Metana ... 61

Gambar 4.5 Rangkaian Arduino, LED Penerang Belakang, dan Terminal Catu Daya ... 61

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Lembar Asistensi

(13)

Dalam kehidupan sehari-hari dapat kita rasakan perkembangan ilmu

mekatronika menjadi cukup pesat, baik dalam kesharian kita ataupun di dunia

industri. Hal ini dapat dilihat dari alat-alat ektronika yang sering digunakan seperti

hand phone, komputer, kamera digital, tablet, dan produk elektronika lainnya. Hal ini

juga dapat kita lihat pada sistem pintu otomatis yang ada di mall, hotel, perkantoran

dan tempat lainnya yang menggunakan sistem otomasi suatu alat dalam menjalankan

fungsinya.

Pada dunia industri, sudah banyak pabrik-pabrik meggunakan sistem kerja

alat secara otomasi.Peralatan yang digunakan untuk membuat atau merakit produk

dibuat sedemikian rupa untuk dapat bekerja 24 jam dalam sehari. Semua hal tersebut

tidak terlepas dari penggunaan komponen-komponen elektronika,

rangkaian-rangkaian elektronika, dan sistem mekatatronika. Kita sebagai calon sarjana teknik

perlu mengetahuinya karena berhubungan dengan dengan dunia keteknikan.

Di industri pertambangan sering terjadi kecelakaan yang diakibatkan karena

kebocoran gas akibat penggalian. Beberapa pengalian yang mengalami kebocoran

gas, menghasilkan gas yang dapat membahayakan kesehatan bahkan dapat

menyebabkan kematian. Beberapa diantaranya gas yang tidak berwarna dan tidak

berbau seperti gas metana, seperti yang pernah terjadi di industri tambang batu bara

di Sawah Lunto, Sumatera Barat. Hal ini menyebabkan terjadinya kesulitan dalam

mendeteksi gas metana yang tergolong gas berbahaya tersebut. Oleh sebab itu,

timbulnya ide untuk membuat robot yang mampu mendeteksi kebocoran gas metana

(14)

PRAKTIKUM 2014/2015 LABORATORIUM MEKATRONIKA

Kelompok 14 2

1.2 Tujuan

1. Mengetahui sistem mekatronika.

2. Mengetahui aplikasi sistem mekatronika

3. Mengetahui komponen dasar elektronika.

4. Mengetahui prinsip kerja alat

1.3Manfaat

Melalui praktikum ini kita mendapatkan ilmu pengetahuan tentang ilmu

mekatronika seperti sistem mekatronika, jenis-jenis dan prinsip kerja dari alat-alat

elektonika serta rangkaian elektronika. Kita juga dapat mengaplikasikan nya dalam

sistem yang sederhana serta membantu kita pada dunia kerja yang sudah banyak

(15)

(16)

Kelompok 14 3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Dasar Mekatronika 2.1.1 Mekatronika

Mekatronika adalah integrasi yang sinergis antara disiplin ilmu

mekanika, elektronika dan sistem kontrol dalam peracangan suatu produk

secara otomasi untuk meringankan pekerjaan manusia.

Gambar 2.1 Bentuk Bagan Dari Ilmu Mekatronika

Bagan Mekatronika di atas adalah bentuk sedehana pembentukan

ilmu mekatronika. Terdiri atas dua lapisan fisika dan logika, dan tiga

dasar ilmu utama elektronika, informatika dan mekanika.

2.1.2 Sistem Mekatronika

Sistem merupakan setiap proses yang memiliki input dan output.

Sistem Mekatronika merupakan sistem sederhana yang membentuk suatu

fungsi yang cerdas, yang terdiri dari

 Sensor

Kontroller

(17)

Kelompok 14 4

Gambar 2.2 Sistem mekatronika

Dari gambar sistem mekatronika diatas dapat dilihat bahwa sensor yang

mendeteksi dan memberikan sinyal kepada kontroler. Sinyal dari sensor diteruskan

ke kontroler untuk diolah. Kemudian diteruskan ke aktuator sebagai pengeksekusi

sinyal.

Sistem mekatronika sangat terkait erat dengan:

 Otomasi dari produk dan proses

Otomasi adalah aspek mental, seperti mengawasi, mengendalikan aktivasi

dilakukan oleh sistem, sedangkan mekanisasi adalah aspek fisik yang digantikan

oleh mesin.

Misalnya pada mesin bubut adalah mekanisasi dari suatu proses

pemesinan, sedangkan mesin bubut CNC (pengendalian proses bubut dilakukan

oleh mesin) adalah otomasi suatu proses pemesinan.

 Sistem Kontrol

Sistem kontrol adalah sistem yang menjaga suatu besaran keluaran

(temperatur, ketinggian air, putaran) relatif konstan. Defenisi sistem pada sistem

kontrol ditunjukkan pada suatu kotak hitam yang memiliki input dan output.

Misalnya motor dapat dipandang sebagai suatu sistem dengan input energi listrik

dan energi mekanik (gerak rotasi) sebagai output.

Sistem kontrol dibedakan menjadi dua, yaitu sistem kendali loop terbuka

dan sistem kendali loop tertutup, sebagai berikut:

1) Sistem kontrol terbuka

Sistem kontrol terbuka adalah proses pengendalian dimana variabel input

(18)

Kelompok 14 5

Input Output

Gambar 2.3 Skema Sistem Kontrol Terbuka

Dari gambar diatas dapat dipahami tidak ada informasi yang dibeikan oleh

peralatan output kepada bagian proses sehingga tidak diketahui apakah hasil

output sesuai dengan yang kita kehendaki.

2) Sistem kontrol loop tertutup

Sistem kontrol loop tertutup adalah suatu proses pengendalian dimana

variabel yang dikendalikan (output) disensor secara kontiniu, kemudian

dibandingkan dengan besaran acuan.

Misalnya pada pendingin ruangan AC (sistem slip dengan pengaturan

temperatur) temperatur diset 20 maka AC akan mati atau stand-by sendiri.

Input Output

Gambar 2.4 Skema Sistem Kontrol Tertutup

2.1.2.1 Sensor

Sensor adalah suatu komponen atau alat yang dapat mendeteksi

suatu besaran atau nilai dan dapat menghasilkan sinyal berdasarkan

kuantitas dan kualitas yang diukur.

A. Karakteristik Sensor : 1. Kecermatan

Ukuran terkecil (skala) yang dapat dirasakan oleh sensor.

(19)

Kelompok 14 6

2. Keterulangan/ketepatan

Variasi nilai yang hampir sama dari pengukuran yang berulang-ulang.

3. Ketelitian

Kesesuaian harga yang terukur dengan harga sebenarnya.

Gambar 2.5 Diagram Ketepatan Dan Ketelitian

4. Sensitivitas

Kemampuan sensor merasakan suatu perubahan yang kecil.

Gambar 2.6 Grafik Sensitivitas

5. Histerisis

Kesalahan atau eror yang terjadi pada pengukuran secara kontinu dari 2 arah

yang berlawanan.

Output

Input

(20)

Kelompok 14 7

6. Non-linearity error

Kesalahan yang terjadi karena sensor tidak linier (walaupun secara teoritis

sensor dinyatakan linier)

Gambar 2.8 Grafik Non-Linearity Error

7. Range

Range merupakan batas minimum dan maksimum yang mampu ditangangkap

oleh sensor

B. Jenis-jenis Sensor

1) Berdasarkan kondisi kerja

 Sensor Kontak

Antara sensor dan besaran atau nilai yang diukur saling berinteraksi dan

saling mempengaruhi.

Contoh : metal sensor detector, LVDT Load cell dan Strain gage.

Gambar 2.9 LVDT Load cell error output

(21)

Kelompok 14 8

 Sensor Non Kontak

Antara sensor dan besaran atau nilai yang diukur tidak saling berinteraksi

dan besaran atau nilai yang diukur mempengaruhi sensor.

Contoh :LDR, Photocell, termokopel dan thermistor.

Gambar 2.10 Thermistor

2) Berdasarkan prinsip kerja

 Sensor Mekanik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan mekanik.

Contoh : Strain gage dan Piezo elektrik.

Gambar 2.11 Strain Gage

 Sensor Optik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan cahaya.

Contoh : Photocell dan LDR.

Gambar 2.12 LDR

 Sensor Magnetik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan secara magnetik.

(22)

Kelompok 14 9

Gambar 2.13 Metal Sensor Detector

 Sensor Elektrik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan secara elektrik(arus,

tegangan).

Contoh : potensiometer dan sensor kapasitif.

Gambar 2.14 Potensiometer

 Sensor temperatur

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan temperatur.

Contoh : Thermistor dan termokopel.

Gambar 2.15 Termokopel

2.1.2.2 Kontroler

Kontroler adalah suatu komponen atau alat yang berfungsi

menerima sinyal dari sensor ,mengolah sinyal tersebut, dan

mengambil keputusan dari sinyal yang diterima, dan memberikan

(23)

Kelompok 14 10

Jenis-jenis kontroler 1) IC (Intergrate Circut)

IC (Integrated Circuit) merupakan suatu komponen semikonduktor

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

komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor,

transistor, diode, dan komponen semikonduktor lainnya. Komponen dalam

IC tersebut membentuk suatu rangkaian yang terintegrasi menjadi sebuah

rangkaian berbentuk chip kecil.

Gambar 2.16 IC (Intergrate Circut) 2) MC (Microcontroller)

Microcontroller adalah suatu alat elektronika digital yang

mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa

ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Sederhananya, cara kerja

mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data.

Gambar 2.17 MC (microcontroller)

3) PLC(Programabble Logic Control)

Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982)

adalah sistem elektronik yang beroperasi secara dijital dan didisain untuk

(24)

Kelompok 14 11

yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal

instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika,

urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol

mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog.

Gambar 2.18 PLC (Programabble Logic Control) 4) MP (Microprocessor)

Microprocessor adalah sebuah central processing unit

(CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit

lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.

Gambar 2.19 MP (Microprocessor)

5) PC (Personal Computer)

Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut

prosedur yang telah dirumuskan. Kata computer semula dipergunakan

untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan

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

dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi

hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi komputer

modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan

(25)

Kelompok 14 12

Gambar 2.20 PC (Personal Computer)

2.1.2.3 Aktuator

Aktuator adalah suatu komponen atau alat sebagai

pengeksekusi sinyal yang diterima dari kontroller atau menghasilkan

sebuah perubahan secara fisik.

Jenis-jenis aktuator 1) Aktuator elektromekanik

Aktuator yang menggunakan energi listrik untuk mengasilkan perubahan

secara mekanik (gerak).

Contoh : motor DC

Gambar 2.21 Motor DC

2) Aktuator material aktif

Aktuator yang apabila dialiri arus listrik materialnya dapat mengeluarkan

cahaya.

Contoh : LED( (Light Emiting Dioda).

(26)

Kelompok 14 13

3) Aktuator tenaga fluida

Aktuator yang menggunakan tekanan fluida sebagai penyebab gerakan.

Aktuator tenaga fluida terbagi atas 2 yaitu :

 Pnuematic

Aktuator yang menggunakan tekanan udara sebagai penyebab adanya

gerakan.

Contohnya : Pnuematic slinder.

Gambar 2.23 Pnuematic Silinder

 Hidrolik

Aktuator yang menggunakan tekanan cairan sebagai penyebab adanya

gerakan.

Contohnya : dongkrak hidrolik.

(27)

Kelompok 14 14

1

0 2.1.3 Sinyal

Sinyal adalah besaran yang berubah dalam waktu dan atau dalam ruang,

dan membawa suatu informasi.

Sinyal ada 2 yaitu : 1) Sinyal Analog

Sinyalnya kontinu terhadap fungsi waktu.Misalnya: sinyal yang keluar

dari sensor analog atau sinyal radio.

Gambar 2.25 Grafik Sinyal Analog

2) Sinyal digital

Sinyal tidak kontinu (diskrit) terhadap fungsi waktu. Biasanya terdiri dari

hanya 2 level sinyal seperti hidup/mati, ya/tidak, true/false, open/closed.

Misalnya: sinyal yang keluar dari microprocessor.

Gambar 2.26 Grafik Sinyal Digital

2.1.4 Sistem bilangan

Sistem bilangan adalah suatu cara penulisan angka menggunakan

(28)

Kelompok 14 15

Jenis-jenis bilangan : 1) Bilangan biner

Yaitu bilangan yang terdiri dari angka 1 dan 0.

Contoh:

101101 artinya 1 x 25 + 0 x 24 + 1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20

50 desimal = 1 x 25 + 1 x 24 + 0 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20

= 110010 biner

2) Bilangan desimal

Yaitu bilangan yang terdiri dari angka 0,1,2,3,4,5,6,7,8 dan 9.

Contoh :

Yaitu bilangan berbasis 8 yang terdiri dari angka 0,1,2,3,4,5,6 dan 7.

Contoh :

15 artinya 1 x 81 + 5 x 80

50 desimal = 6 x 81 + 2 x 80

(29)

2.2 Teori Dasar Komponen (Implementasi Ilmu Mekatronika Pada Prototype Pendeteksi Gas Metana Skala Laboratorium Berbasis Mikrokontroler Arduino)

2.2.1 Komponen Elektronika

Dari mata kuliah mekatronika kita ketahui bahwa mekatronika itu

didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari sistem yang berintegrasi

antara elektonik dan mekanika. Dari definisi itu kita ketahui adanya

perpaduan elektronik dengan mekanik yang akan membentuk suatu produk

yang memiliki banyak kelebihan seperti prototype pendeteksi gas metana

skala laboratorium berbasis mikrokontrol dan produk– produk lainnya.

Untuk mempelajari ilmu mekatronika ini kita harus mengetahui

komponen komponen mekanik dan elektronik, untuk proses mekanikanya

kita bisa mengetahui dari mata kuliah lainnya. Dan disini kita akan

membahas komponen – komponen elektronikanya. Diantara komponen–

(30)

Kelompok 14 17

2.2.1.1 Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan

untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.

Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya

terbuat dari bahan karbon.

C. Jenis – Jenis Resistor Berdasarkan Nilai Tahanan 1) Resistor tetap

a. Precision Wire Wound Resistor

Resistor tetap adalah resistor yang mempunyai nilai tahanan

yang tetap. Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat

keakuratan sangat tinggi yaitu sampai 0,005% dan TCR

(31)

Kelompok 14 18

sangat cocok untuk digunakan sebagai aplikasi DC yang

membutuhkan tingkat keakuratan sangat tinggi. Namun jangan

menggunakan tipe ini untuk aplikasi rf (radio frequency) karena

resistor jenis ini mempunyai Q resonant frequency yang rendah.

Contoh aplikasi yang menggunakan resistor ini adalah DC

Measuring Equipment dan Reference Resistor untuk Voltage

Regulators dan Decoding Network.

Gambar 2.28 Precision Wirewound Resistor b. NIST Standard Resistor

NIST (Nasional Institute Standard of Technology) merupakan tipe

resistor dengan keakuratan paling tinggi yaitu 0,001%, TCR yang

rendah dan sangat stabil dibandingkan dengan Precision Wirewound

Resistor. Komponen ini biasanya digunakan sebagai setandar

didalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur resistive.

Gambar 2.29 NIST Standard Resistor c. Power Wirewound Resistor

Biasanya resistor ini digunakan untuk aplikasi yang

membutuhkan daya yang sangat besar. Resistor jenis ini dapat

mengatasi daya yang sangat besar dibandingkan jenis lain. Karena

(32)

Kelompok 14 19

dengan bahan seperti ceramic tube, ceramic rods, anodized

aluminium, fiberglass mandels, dll.

Gambar 2.30 Wire Wound High Power Resistor d. Fuse Resistor

Resistor jenis ini selain berfungsi sebagai penghambat arus juga

sebagai sekering. Resistor jenis ini didesain sedemikian rupa

sehingga bila ada arus yang sangat besar melaluinya, maka

hambatanya menjadi tak terhingga.

Gambar 2.31 Fuse Resistor

e. Carbon FilmResistor

Resistor jenis ini mempunyai karakteristik yang hampir saman

dengan resistor carbon composition, tetapi noise, koefisien

tegangan, koefisien temperatur nilainya lebih rendah. Carbon Film

Resistor dibuat dengan memotong batangan keramik yang panjang

kemudian dicampur dengan material karbon. Frekuensi respon

resistor ini jauh lebih bagus di bandingkan dengan wirewound dan

(33)

Kelompok 14 20

Dimana wirewound akan menjadi suatu induktansi ketika

frekuensinya rendah dan akan menjadi kapasitansi apabila

frekuensinya tinggi. Dan untuk carbon composition hanya menjadi

kapasitansi apabila dilalui oleh frekuensi tinggi dan rendah.

Gambar 2.32 Carbon Film Resistor

Gambar 2.33 Struktur Penyusun Carbon Film Resistor

f. Metal Film Resistor

Metal film resistor merupakan pilihan terbaik dari jenis carbon

composition dan carbon film. Karena resistor ini lebih akurat dan

tidak mempunyai koefisien tegangan, noise, dan koefisien temperatur

yang lebih rendah. Tetapi resistor ini tidak sebagus jenis precision

wirewound. Bahan dasar pembuat resistor ini adalah metal dan

keramik, bahan ini mirip dengan bahan untuk membuat carbon film

resistor.

(34)

Kelompok 14 21

Gambar 2.35 Struktur Penyusun Metal Carbon Film Resistor g. Foil Resistor

Resistor ini mempunyai karakteristik yang sama dengan resistor

film. Kelebihan utamanya adalah pada tingkat kestabilan yang tinggi,

TCR paling kecil, dan frekuensi respon yang tinggi. Selain kelebihan

terdapat pula kelemahan yaitu nilai resistansi maksimum dari resistor

ini lebih kecil dari pada resistor film. Resistor ini biasanya dipakai

dalam strain gauge, dimana nilai strain dapat diukur berdasarkan

perbahan resistansinya.

Gambar 2.36 Foil Resistor h. Power Film Resistor

Material yang digunakan untuk membuat resistor ini sama dengan

jenis metal film dan carbon film. Namun dengan karakteristik daya

yang tinggi. Power film resistor mempunyai nilai yang lebih tinggi

dan frekuensi respon yang lebih baik dibandingkan power wirewound

resistor, dan biasanya resistor ini mempunyai nilai toleransi yang

(35)

Kelompok 14 22

Gambar 2.37 Power Film Resistor 2) Resistor variabel

Resistor variabel adalah resistor yang mempunyai nilai tahanan yang

bisa dirubah-rubah. Resistor jenis ini terbagi atas dua macam yaitu:

a. Potensiometer

Resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk

pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang

digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer

berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya

digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali

suara pada penguat. Potensiometer yang dioperasikan oleh suatu

mekanisme dapat digunakan sebagai transduser, misalnya sebagai

sensor joystick.

Gambar 2.38 Potensiometer Gambar 2.39 Simbol Potensiometer

Beberapa jenis potensiometer :

 Potensiometer liniar

(36)

Kelompok 14 23

 Potensiometer digital b. Trimpot

Resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah dengan cara

memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai

hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum

pada badan trimpot tersebut.

Gambar 2.40 Trimpot Gambar 2.41 Simbol Trimpot

c. NTC dan PTC

NTC merupakan kependekan dari Negative Temperature Coefficient,

yaitu resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah sesuai dengan

perubahan temperatur terhadapnya. Jika temperaturnya makin tinggi

maka nilai resistansinya kecil dan sebaliknya bila temperaturnya makin

rendah maka nilai resistansinya makin besar.

PTC merupakan kependekan dari Positive Temperature Coefficient,

yaitu resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah sesuai dengan

perubahan temperatur terhadapnya. Jika temperaturnya makin tinggi

maka nilai resistansinya besar dan sebaliknya bila temperaturnya makin

(37)

Kelompok 14 24

Gambar 2.42 NTC dan PTC

d. Light Dependent Resistor (LDR)

LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis Resistor yang berubah

hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai

tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya

menjadi semakin kecil.

Gambar 2.43 Light Dependent Resistor (LDR)

Gambar 2.44 Simbol Light Dependent Resistor (LDR)

e. VDR

VDR adalah singkatan dari Voltage Dependent Resistor, yaitu sebuah

resistor tidak tetap yang nilai resistansinya akan berubah tergantung dari

tegangan yang diterimanya. Sifat dari VDR adalah semakin besar

(38)

Kelompok 14 25

mengecil, sehingga arus yang melaluinya akan semakin besar. Dengan

adanya sifat tersebut maka VDR akan sangat cocok digunakan sebagai

stabilizer bagi komponen transistor.

Gambar 2.45 VDR D. Cara Menghitung Nilai Hambatan Resistor

1) Multimeter

Gambar 2.46 Multitester Analog

a. Mengukur Nilai Hambatan Sebuah Resistor Tetap

1. Atur Selektor pada posisi Ohmmeter.

2. Pilih skala batas ukur berdasarkan nilai resistor yang akan

diukur.

3. Batas ukur ohmmeter biasanya diawali dengan X (kali). Hasil

penunjukkan jarum nantinya dikalikan dengan angka pengali

sesuai batas ukur

4. Hubungkan kedua probe multimeter pada kedua ujung resistor

(39)

Kelompok 14 26

5. Baca hasil ukur pada multimeter, pastikan nilai penunjukan

multimeter sama dengan nilai yang ditunjukkan oleh gelang

warna resistor.

b. Mengukur nilai hambatan sebuah variabel resistor (VR)

1. Atur Selektor pada posisi Ohmmeter.

2. Pilih skala batas ukur berdasarkan nilai (VR) yang akan diukur.

3. Batas ukur ohmmeter biasanya diawali dengan X (kali). Hasil

penunjukkan jarum nantinya dikalikan dengan angka pengali

sesuai batas ukur.

4. Hubungkan kedua probe multimeter pada kedua ujung resistor

boleh terbalik.

5. Sambil membaca hasil ukur pada multimeter, putar/geser posisi

variabel resistor dan pastikan penunjukan jarum multimeter

berubah sesuai dengan putaran VR.

2) pembacaan nilai resistansi berdasarkan warna gelang pada resistor

(40)

Kelompok 14 27

Gambar 2.48 Contoh Warna Resistor

Berarti nilai resistor tersebut adalah = 1.000.000 Ohm, toleransi sebesar 5%.

Range hambaran resistor tersebut adalah

R = 10 x 105 ± 5 %

R = 1.000.000 – 50.000 sampai 1.000.000 + 50.000

R = 950.000 sampai 1.050.000 Ohm

E. Jenis – Jenis Resistor Berdasarkan Bentuk Rangkaian

Rangkaian tahanan resistor terbagi atas 2 jenis, yaitu Rangkaian

Tahanan Seri dan Rangkaian Tahanan Paralel.

1) Tahanan seri

 Bentuk rangkaian seri:

Gambar 2.49 Rangkaian Seri Resistor

 Rumus

𝑅

𝑡𝑜𝑡

= 𝑅

1

+ 𝑅

2

2) Tahanan paralel

(41)

Kelompok 14 28

Gambar 2.50 Rangkaian Paralel Resistor

 Rumus

𝑅

𝑡𝑜𝑡

=

𝑅

1

_𝑅

+ 𝑅

2

1

𝑅

2

Dalam perhitungan tahanan listrik, bentuk rangkaian dapat

digabungkan menjadi tahanan seri – paralel dan dapat juga diilustrasikan

seperti gambar dibawah ini :

Gambar 2.51 Rangkaian Seri Paralel Resistor

 Rumus

𝑅

𝑡𝑜𝑡

= 𝑅

𝑠𝑒𝑟𝑖

+ 𝑅

𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙

𝑅

𝑡𝑜𝑡

= 𝑅

1

+ 𝑅

2

+ [

𝑅

_𝑅

3

+ 𝑅

4

(42)

Kelompok 14 29

2.2.1.2 Kapasitor

Kapasitor adalah alat yang mampu menyimpan

elektron-elektron atau atau tenaga listrik. Kapasitor terdiri dari dua plat

dimana diantara terdapat larutan di elektrik. Kemampuan menyimpan

muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau

kapasitas.

A. Satuan

Satuan dari nilai kapasitansi adalah Farad (F), sesuai dengan

Hukum Ohm:

B. Simbol

Gambar 2.52 Simbol Kapasitor

C. Jenis – Jenis Kapasitor Berdasarkan Nilai Kapasitansi 1) Kapasitor tetap

Kapasitor tetap adalah kapasitor dengan nilai kapasitansi tetap.

Gambar 2.53 Kapasitor Tetap dan Simbolnya

Pada kapasitor umumnya terdapat 3 angka untuk

menyatakan nilai kapasitansi kapasitor. Angka satu dan dua

menunjukkan nilai dan angka ke-3 adalah pengali dengan satuan

piko farad(ρf).

(43)

Kelompok 14 30

Contoh : Kapasitor dengan nilai 143

Maka 14.103 ρF = 14.1000ρF = 14ŋF = 0,014µF. Bila kapasitansi

≥ 1µf = kapsitor elektrolit (elco). Kapasitor memiliki polaritas (+,

2-) dan biasa disebut dengan tegangan kerjanya.

2) Kapasitor tidak tetap

Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor dengan nilai kapasitansi

yang dapat diubah-ubah. Jenis kapasitor ini terdiri dari :

a. Kapasitor trimmer

Nilai kapasitansi di ubah dengan memutar poros dengan

obeng.

Gambar 2.54 Kapasitor trimmer dan simbolnya

b. Variable capasitor (varco)

Nilai kapsitansi yang di ubah dengan memutar poros yang

tersedia.

(44)

Kelompok 14 31

D.Jenis - Jenis Kapasitor Berdasarkan Bahan Dielektriknya

Kapasitor juga dapat dibedakan berdasarkan bahan yang

digunakan sebagai lapisan diantara lempeng-lempeng logam yang

disebut dielektrium. Dielektrium tersebut dapat berupa keramik,

mika, milar, kertas, polyester ataupun film. Pada umumnya kapasitor

yang terbuat dari bahan diatas nilainya kurang dari 1mikrofarad

(1mF).

1) Kapasitor Elektrolit merupakan kapasitor yang bahan

dielekriknya dari elektrolit.

Gambar 2.56 Kapasitor Elektrolit

2) Kapasitor Tantalun merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya

dari tantanun.

Gambar 2.57 Kapasitor Tantalun

3) Kapasitor Polister film merupakan kapasitor yang bahan

dielekriknya dari polister film.

Gambar 2.58 Kapasitor Polyester Film

4) Kapasitor Poliprolyene merupakan kapasitor yang bahan

(45)

Kelompok 14 32

Gambar 2.59 Kapasitor Poliprolyene

5) Kapasitor Kertas merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

kertas.

Gambar 2.60 Kapasitor Kertas

6)Kapasitor Mica merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

mica.

Gambar 2.61 Kapasaitor Mica

7)Kapasitor Keramik merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya

dari keramik.

Gambar 2.62 Kapasitor Keramik

8)Kapasitor Epoxy merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya dari

(46)

Kelompok 14 33

Gambar 2.63 Kapasitor Epoxy

9)Kapasitor Variable merupakan kapasitor yang bahan dielekriknya

dari variabel tertentu.

Gambar 2.64 Kapasitor Variable

D. Penggunaan Alat Ukur Pada Kapasitor

1) Mengukur Kapasitor Non Polar Dengan Multitester

Sebenarnya cara ini kurang pas untuk cek elco, dan cara yg tepat

mengukur elco adalah dengan Capacitance Meter, dan dia akan

menunjukkan kapasitas sebenarnya. Tapi cara ini juga lumayan cukup

membantu, berikut caranya :

Putar batas ukur pada Ohmmeter X1/X10 untul elco yang

ukurannya besar dan X100 / X1K untuk elco yang ukurannya kecil.

Hubungkan probe ke masing – masing kaki elco (bolak balik sama

saja). Lihat penunjukan jarum pada papan skala.

(47)

Kelompok 14 34

Kesimpulan Hasil Pengukuran:

1. Jarum menunjuk angka dan kembali ke tempat semula : elco balik

2. Jarum angka menunjuk angka dan tidak kembali ke tempat semula :

elco bocor

3. Jarum tidak bergerak sama sekali : elco putus

4. Jarum menunjuk angka nol : elco short

2) Mengukur Kapasitor Non Polar Dengan Multitester

Sebenarnya cara ini juga kurang pas untuk cek kapasitor, dan

cara yg tepat mengukur elco adalah dengan Capacitance Meter.

Putar batas ukur pada Ohmmeter X1K / X10K

Hubungkan probe ke masing-masing kaki kapasitor (bolak balik sama

saja) Lihat penunjukan jarum pada papan skala.

Kesimpulan Hasil Pengukuran

1. Jarum menunjuk angka dan kembali ke tempat semula : kapasitor baik

2. Jarum menunjuk angka dan tidak kembali ke tempat semula : kapasitor

bocor

3. Jarum tidak bergerak sama sekali : kapasitor putus

4. Jarum menunjuk angka nol : kapasitor short

2.2.1.3 Dioda

Dioda adalah piranti semikonduktor dengan bahan tipe-n yang

menyediakan elektron-elektron bebas dan bahan tipe-p yang disatukan

(P-N junction). Dioda merupakan suatu piranti dua elektroda dengan

arah arus yang tertentu, dapat juga dikatakan dioda bekerja sebagai

penghantar bila tegangan listrik diberikan dalam arah tertentu tetapi

dioda akan bekerja sebagai isolator bila tegangan yang diberikan

dalam arah berlawanan dari pergerakan elektron pembentuknya.

Kristal P-N sebagai penyusun dioda akan bekerja jika arus

didalamnya hanya dapat mengalir dalam satu arah dan tidak

(48)

Kelompok 14 35

(forward bias). Pada dioda, kita mengenal potensial barrier yaitu beda

potensial pada persambungan. Beda potensial ini menjadi cukup besar

untuk menghalangi proses penyebaran difusi selanjutnya dari

elektron-elektron bebas. Pada suhu ruangan potensial barrier bekerja sekitar 0,7

Volt untuk Silikon dan 0,3 Volt untuk Germanium.

A. Simbol

Gambar 2.66 Simbol Dioda

B. Jenis – Jenis Dioda

1) Dioda Penyearah/Hubungan ( Rectifier)

Dioda penyearah adalah jenis dioda yang terbuat dari bahan

Silikon yang berfungsi sebagai penyearah tegangan / arus dari arus

bolak-balik (ac) ke arus searah (dc) atau mengubah arus ac

menjadi dc. Secara umum dioda ini disimbolnya.

Gambar 2.67 Dioda dan Simbol Dioda Rectifier 2) Dioda zener

Dioda Zener merupakan dioda junction P dan N yang terbuat

dari bahan dasar silikon. Dioda ini dikenal juga sebagai Voltage

Regulation Diode yang bekerja pada daerah reverse (kuadran III).

Potensial dioda zener berkisar mulai 2,4 sampai 200 volt dengan

disipasi daya dari ¼ hingga 50 watt

.

(49)

Kelompok 14 36

3) Dioda Emisi Cahaya (Light Emiting Diode)

Dioda emisi cahaya atau dikenal dengan singkatan LED

merupakan Solid State Lamp yang merupakan piranti elektronik

gabungan antara elektronik dengan optik, sehingga dikategorikan

pada keluarga Optoelectronic. Sedangkan elektroda-elektrodanya

sama seperti dioda lainnya, yaitu anoda (+) dan Katoda (-). Ada

tiga kategori umum penggunaan LED, yaitu : - Sebagai lampu

indikator, - Untuk transmisi sinyal cahaya yang dimodulasikan

dalam suatu jarak tertentu, - Sebagai penggandeng rangkaian

elektronik yang terisolir secara total. Simbol, bangun fisiknya dan

konstruksinya diperlihatkan pada gambar berikut.

Gambar 2.69 Gambar dan Simbol LED

Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan LED

adalah bahan Galium Arsenida (GaAs) atau Galium Arsenida

Phospida (GaAsP) atau juga Galium Phospida (GaP),

bahan-bahan ini memancarkan cahaya dengan warna yang berbeda-beda.

Bahan GaAs memancarkan cahaya infra-merah, Bahan GaAsP

memancarkan cahaya merah atau kuning, sedangkan bahan GaP

memancarkan cahaya merah atau hijau.

Seperti halnya piranti elektronik lainnya, LED mempunyai

nilai besaran terbatas dimana tegangan majunya dibedakan atas

(50)

Kelompok 14 37

Gambar 2.70 Warna Dioda Tabel 2.2 Warna Led Dan Tegangannya

Warna Tegangan Maju

pengujian LED ini mudah, cukup dengan menggabungkan dengan

sumber tegangan dc kecil saja atau dengan ohmmeter dengan

polaritas yang sesuai dengan elektrodanya.

4) Dioda Cahaya (Photo-Diode)

Secara umum dioda-cahaya ini mirip dengan PN-Junction,

perbedaannya terletak pada persambungan yang diberi celah agar

cahaya dapat masuk padanya.

Dioda cahaya ini bekerja pada daerah reverse, jadi hanya

arus bocor saja yang melewatinya. Dalam keadaan gelap, arus

yang mengalir sekitar 10 A untuk dioda cahaya dengan bahan

dasar germanium dan 1A untuk bahan silikon. Kuat cahaya dan

temperature keliling dapat menaikkan arus bocor tersebut karena

dapat mengubah nilai resistansinya dimana semakin kuat cahaya

yang menyinari semakin kecil nilai resistansi dioda cahaya

tersebut.

Penggunaan dioda cahaya diantaranya adalah sebagai

(51)

Kelompok 14 38

dimana pita berlubang tersebut terletak diantara sumber cahaya

dan dioda cahaya. Jika setiap lubang pita itu melewati antara tadi,

maka cahaya yang memasuki lubang tersebut akan diterima oleh

dioda cahaya dan diubah dalam bentuk signal listrik. Sedangkan

penggunaan lainnya adalah dalam alat pengukur kuat cahaya (Lux

-Meter), dimana dalam keadaan gelap resistansi dioda cahaya ini

tinggi sedangkan jika disinari cahaya akan berubah rendah. Selain

itu banyak juga dioda cahaya ini digunakan sebagai sensor sistem

pengaman (security) misal dalam penggunaan alarm.

Gambar 2.71 Gambar dan Simbol Dioda Cahaya (Photodiode)

5) Dioda Varactor

Dioda Varactor disebut juga sebagai dioda kapasitas yang

sifatnya mempunyai kapasitas yang berubah-ubah jika diberikan

tegangan. Dioda ini bekerja didaerah reverse mirip dioda Zener.

Bahan dasar pembuatan dioda varactor ini adalah silikon dimana

dioda ini sifat kapasitansinya tergantung pada tegangan yang

diberikan padanya. Jika tegangan tegangannya semakin naik,

kapasitasnya akan turun. Dioda varikap banyak digunakan pada

pesawat penerima radio dan televisi di bagian pengaturan suara

(Audio).

(52)

Kelompok 14 39

Apresimasi dioda ideal membuang semuanya, kecuali

dasar dioda. Dioda akan mengenduksi dengan baik pada arah

forward dan buruk pada arah reverse, jika disimpulkan secara

ideal, dioda berlaku seperti konduktor sempurna ( tegangan nol ),

jika dibiaskan forward dan seperti isolator sempurna ( arus nol ).

Dalam istilah, rangkaian dioda ideal berlaku seperti saklar

otomatis, jika arus konventional berusaha mengalir searah anak

panah dioda, saklar tertutup, jika arus konventional berusaha

mengalir ke arah sebaliknya, saklar terbuka. Hal ini dapat

dijelaskan dalam gambar berikut:

Gambar 2.73 Gambar Aliran Arus Dioda

Seperti kebanyakan, komponan dengan kawat penghubung

dioda mempunyai kapasitansi besar yang mempengaruhi kerja

pada frekuensi tinggi, kapasitansi luar ini biasanya lebih kecil dari

1 pf, yang lebih penting dari kapasitansi luar ini adalah kapasitansi

dalam jungtion dioda. Kapasitansi dalam ini disebut juga

kapasitansi peralihan Ct. Kata peralihan disini menunjukkan

peralihan dari bahan tipa P ke tipa N. Preparasi kepasitansi

peralihan dikenal juga sebagai kapasitansi lapisan pengosongan,

kapasitansi barier dan kapasitansi junction.

Pada dioda dibias forward, elektron pita konduksi melewati

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

konduksi ke pita valensi, maka memancarkan energi pada dioda

penyearah, energi dipancarkan/dikeluarkan sebagai panas, tetapi

pada LED energi dipancarkan sebagai cahaya.

Dengan menggunakan unsur-unsur seperti

(53)

Kelompok 14 40

memancarkan warna merah, kuning, dan infra merah. LED yang

menghasilkan pancaran yang kelihatan dapat berguna pada display

peralatan. mesin hitung jam digital dan lain-lain. LED infra merah

dapat digunakan dalam sistem tanda cahaya pencuri dan ruang

lingkup lain yang membutuhkan pancaran yang tidak kelihatan.

Dioda zener penggunaanya sangat luas, dioda silikon

dioptimumkan untuk bekerja pada daerah break down. Dioda

zener adalah tulang punggung regulator tegangan.

C. Mengukur Dioda Dengan Multitester Caranya sebagai berikut:

1. Putar batas ukur pada Ohmmeter X10 / X100

Gambar 2.74 Penggunaan Multitester pada Dioda

2. Susun rangkaian sebagai berikut:

probe merah => katoda, probe hitam => anoda => Jarum bergerak

bukan nol.

3. Kemudian posisi dibalik:

probe merah => anoda, probe hitam => katoda,

Jarum tdk bergerak berarti dioda dalam kondisi BAIK.

4. Tukar susun rangkaian sebagai berikut

probe merah => katoda, probe hitam => anoda => Jarum bergerak

atau menunjuk nol.

5. Kemudian Posisi Dibalik:

(54)

Kelompok 14 41

Jarum bergerak atau menunjuk nol berarti dioda dalam kondisi

rusak / short.

2.2.1.4 IC (H-Bridge L298)

Berikut ini adalah penerapan dari L298 ke driver motor dan

beban induksi sampai dengan 4A berturut-turut. Awalnya L298

mengandung 2 saluran yang terpisah, masing-masing cocok dengan

beban 2A. Menghubungan keduanya dengan parallel secara skematik

membuat sebuah driver 4A.

Gambar 2.75 Rangkaian Minimum IC H Bridge L298

Kedua kabel penghubung W1 dan W2 digunakan untuk

mengontrol arah pada motor berdasarkan tabel berikut :

Tabel 2.3. Sinyal Penghubung W1 dan W2 pada H Bridge L298 Signal on W1 and W2 Result / Action

10 Motor turns clockwise

01 Motor turns anticlockwise

11 Motor breaks

(55)

Kelompok 14 42

Kedua transistor Q1 dan Q2 bertindak sebagai gerbang OR

untuk L298 jika kedua sinyal W1 dan W2 tinggi. Jika kedua W1 dan

W2 rendah (logika 0), maka driver akan lumpuh dan menghasilkan

keluaran impedansi tinggi, yang menyebabkan motor akhirnya bisa

bergerak bebas

C1 dan C2 sebesar 10 nF merupakan kapasitor decoupling. D1

ke D4 merupakan flyback diodes. Arus maju mereka harus sesuai

dengan beban yang diharapkan. Kedua beban dari motor terhubung

langsung ke J1. Sirkuit bisa hidupkan dengan tenaga 9V sampai 35V.

2.2.1.5 Baterai NiMH

Nickel Metal Hydride, atau NiMH, merupakan jenis baterai

isi ulang mirip dengan baterai NiCad, tetapi dibuat dengan komponen

yang lebih terjangkau dan ramah lingkungan. Baterai NiMH semakin

populer, terutama untuk digunakan dalam berbagai barang elektronik

karena jangka hidup yang relatif lama dengan harga relatif terjangkau.

Baterai NiMH sering dianggap alternatif untuk baterai

lithium ion. Sementara baterai lithium ion lebih tahan lama, namun

harga dan biaya pemeliharaan yang relatif tinggi membuat NiMH

menjadi pilihan masuk akal untuk berbagai jenis barang elektronik.

Dengan pengecualian beberapa item seperti telepon seluler dan laptop,

menggunakan baterai NiMH biasanya merupakan pilihan paling

sesuai. Baterai NiMH menggunakan ion hidrogen untuk menyimpan

energi, tidak seperti baterai lithium ion yang menggunakan ion

lithium.

(56)

Kelompok 14 43

2.2.1.6 Modul Bluetooth MC-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 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.

Seri modul BT HC bisa dikenali dari nomor serinya, jika nomer

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, Sedangkan modul BT HC dengan nomer seri ganjil,

misalkan HC-05, kondisi default biasanya diset sebagai Slave mode,

tetapi pengguna 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 pin 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,

(57)

Kelompok 14 44

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 antar dua

sistem mikrokontrol 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-sama-sama Slave, karena tidak akan pernah

pairing diantara keduanya

2. Password yang dimasukkan cocok

Modul BT yang banyak beredar di sini adalah modul HC-06

atau sejenisnya dan modul HC-05 dan sejenisnya. Modul HC-05

memiliki kemampuan lebih yaitu bisa diubah mode kerjanya

menjadi Master atau Slave serta diakses dengan lebih banyak AT

Command, modul ini sangat direkomendasikan, terutama dengan

flexibilitasnya dalam pemilihan mode kerjanya.

(58)

Kelompok 14 45

2.2.2 Sensor (Sensor gas metana MQ-4)

MQ-4 adalah komponen elektronika untuk mendeteksi kadar

gas alam terkompresi / CNG (Compressed Natural Gas). Penyusun

utamanya mengandung gas metana (CH4) yang merupakan bentuk

paling sederhana dari hidrokarbon. Walaupun tidak bersifat racun, gas

metana dapat berbahaya karena mudah terbakar (combusive /

flammable gas). Gas ini tdak berbau dan tidak berwarna,

menjadikannya sulit untuk dideteksi secara langsung oleh manusia.

Dengan menggunakan MQ-4 Methane CNG Sensor Module ini,

Anda dapat mendeteksi kadar gas metana dalam udara dengan

menyambungkan sensor ini ke mikrokontroler / development board

semacam Arduino. Dari situ Anda bisa membuat program untuk

menentukan aksi berdasarkan data yang terbaca, misalnya menyalakan

alarm saat kadar gas metana ini mencapai ambang batas tertentu yang

membahayakan, atau sekedar menampilkan kadar ppm (parts per

million) gas tersebut di layar tampilan.

Sensor MQ-4 merupakan sensor yang sangat sensitif terhadap

CNG dan dapat mendeteksi konsentrat gas alam di udara mulai dari

200 ppm hingga 10.000 ppm. Keluaran sensor ini berupa resistansi

analog yang dengan mudah dapat dikonversi menjadi tegangan dengan

menambahkan satu resistor biasa. Dengan mengkonversi impedansi ini

menjadi tegangan, hasil bacaan sensor dapat dibaca oleh pin ADC

(Analog to Digital Converter) pada mikrokontroler.

(59)

Kelompok 14 46

2.2.3 Kontroller (MicrocontrollerArduino Uno)

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328.

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

atau 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 mode DFU.

Papan Arduino Rev 3 memiliki fitur baru seperti berikut:

1. 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.

2.Reset sirkuit yang sangat kuat

3.Atmega16U2 menggantikan Atmega8U2

Uno dalam bahasa Italia berarti satu, alasan diberi nama tersebut

adalah untuk menandai peluncuran Arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan

(60)

Kelompok 14 47

Gambar 2.79 Arduino Uno

2.2.4 Aktuator

Aktuator adalah suatu komponen atau alat sebagai pengeksekusi

sinyal yang diterima dari kontroller atau menghasilkan sebuah perubahan

secara fisik.

atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.

Motor DC yang memiliki tiga komponen utama:

1. Kutub medan

Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua

kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC.

Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo

yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan.

motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara

dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar

melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.

untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek

terdapat satu atau lebih elektromagnet. elektromagnet

menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia

(61)

Kelompok 14 48

2. Dinamo.

Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan

menjadi elektromagnet. dinamo yang berbentuk silinder,

dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban.

Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam

medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub

utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi,

arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan

dinamo.

3. Commutator.

Komponen ini terutama ditemukan dalam motor

DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik

dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus

antara dinamo dan sumber daya.

Gambar 2.80 Motor DC

2.2.4.2 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada

dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga

menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam

atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya,

karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan

(62)

Kelompok 14 49

sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah

selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Gambar 2.81 Buzzer 2.2.5 Interface (HP Arduino)

Salah satu motifasi utama dalam menambahkan asynchronous CDC

support code ke rev 2.0 USB Host Library adalah untuk bisa

menggunakan Arduino melalui Handphone. Seperti pertukaran data

melalui SMS, mengambil foto atau melakukan koneksi ke internet. HP

bekas yang tidak terlalu mahal juga bisa menggunakan fitur ini. Juga m2m

(machine to machine) SIM card yang dimulai dari harga $4/$6, beberapa

bahkan bisa mendapatkan sms gratis. Semua itu membuat HP menjadi alat

komunikasi yang menarik untuk menyalurkan hobi.

HP Modern (<10 tahun) memiliki implementasi chip interfaceGSM

standard dan bisa di akses melalui data port. Model HP yang lebih lama

mengimplementasikan TTL interface level sikron yang biasa disebut

custom kabel data USB, yang mana hanya milik konektor pada salah satu

ujung, konektor USB standar pada ujung yang lain, dan chip konverter

USB serial (hampir selalu Prolific PL2303) di antara mereka. HP baru

memiliki USB-serial konverter. Motorola ponsel biasanya mengakhiri port

data pada konektor mini-USB standar, orang lain, seperti Samsung dan

Sony Ericsson, gunakan kabel milik. USB serial converter di ponsel ini

memiliki tipe standar CDC ACM.

Banyak fungsi dari HP yang bisa di akses melalui AT commands,

sama dengan perintah (command) yang digunakan untuk mengontrol

(63)

Kelompok 14 50

TS 07.07 (dilihat dari versi terakhir, yaitu 7.8.0). Ketika proses

pembuatan HP, AT command juga telah dimasukan kedalam HP itu

sendiri. Dalam pengaplikasiannya, AT command biasanya di tulis

dengan huruf besar, tetapi kebanyakan HP bisa menerima huruf kecil.

Perintah harus diikuti dengan CR.LF (biasanya tombol Enter). Jika

perintah diterima, maka akan muncul OK bersamaan dengan responnya.

Jika perintah tidak dikenali, makan akan muncul ERROR. Beberapa

perintah akan diterima di HP jenis tertentu dan bisa ditolak di HP jenis

lainnya.

(64)

(65)

Kelompok 14 51

BAB III

METODOLOGI

3.1 FlowChart Penulisan Laporan

Gambar 3.1FlowChart Penulisan Laporan Pembuatan Laporan Akhir

Praktikum MEKATRONIKA

Asistensi Laporan

Laporan akhir praktikum MEKATRONIKA

Studi Literatur Mulai

Selesai Belum ACC

(66)

Kelompok 14 52

3.2 Prinsip Kerja Alat 3.2.1 Skema Alat

(67)

Kelompok 14 53

3.2.2 Flowchart Pembuatan Alat

Gambar 3.3Flowchart Pembuatan Alat

 Pengumpulan Informasi (Studi Literatur)

 Perumusan Masalah Yang ditemui dilapangan

 Perancangan desain alat yang akan dibuat

 Perancangan sistem Otomasi dari alat