BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Water Flow Sensor YF-S201
Sensor aliran air ini terbuat dari plastik dimana didalamnya terdapat rotor dan sensor hall effect. Saat air mengalir melewati rotor, rotor akan berputar. Kecepatan putaran ini akan sesuai dengan besarnya aliran air. Sensor berbasis L/hour), dapat digunakan dalam pengendalian aliran air pada sistem distribusi air, sistem pendinginan berbasis air, dan aplikasi lainnya yang membutuhkan pengecekan terhadap debit air yang dialirkan.
Gambar 2.1.Water Flow Sensor YF-S201
2.1.1. Spesifikasi Sensor Flow
c. Tekanan hidrostatik / Hydrostatic Pressure: ≤ 1,75 MPa d. Catu daya antara 4,5 Volt hingga 18 Volt DC
e. Arus: 15 mA (pada Vcc = 5V)
f. Kapasitas beban: kurang dari 10 mA (pada Vcc = 5V) g. Maksimum suhu air (water temperature usage): 80°C
h. Rentang Kelembaban saat beroperasi: 35% - 90% RH (no frost) i. Duty Cycle: 50%±10%
j. Periode signal (output rise / fall time): 0.04µs / 0.18µs k. Diameter penampang sambungan: 0,5 inch (1,25 cm) l. Amplitudo: Low ≤ 0,5V, High ≥ 4,6 Volt
m. Kekuatan elektrik (electric strength): 1250 V / menit n. Hambatan insulasi: ≥ 100 MΩ
o. Material: PVC
2.2. Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontoler dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebetuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih.
Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang saat ini terkenal di Indonesia. Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem tiket ini ditangani dengan mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan komputer PC yang harus dipasang disamping (atau di belakang) mesin permainan yang bersangkutan.
pemancar), yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja.Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem computer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Mikrokontroler ATMega8535 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis Mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada Mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instriksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.
Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh Mikrokontroler ATMega8535 adalah sebagai berikut :
c. RAM internal 128 byte. d. Flash Memory 2 Kbyte.
e. Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal).
f. Empat buah programmable port I/O yang masing – masing terdiri dari delapan buah jalur I/O.
g. Sebuah port serial dengan control serial full duplex UART.
h. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika. i. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada
frekuensi 12 MHz.
2.2.1. Kontruksi ATMega8535
Mikrokontrol ATMega8535 hanya memerlukan 3 tambahan kapasitor,1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 KiloOhm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini ATMega8535 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler. Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.
Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara massal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program ATMega8535 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai ATMega8535 Flash PEROM Programmer.
Memori Data yang disediakan dalam chip ATMega8535 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.
Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasa.ATMega8535 mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).
P1.1 di kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu.Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 dipakai.
ATMega8535 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output parelel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.
ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
2.2.2 Pin-Pin Pada Mikrokontroler ATMega8535 Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATMega8535 :
Gambar 2.2.Konfigurasi pin IC Mikrokontroller ATMega8535 Penjelasan Pin
VCC : Tegangan Supplay (5 volt) GND : Ground
RESET : Input reset level rendah pada pin ini selama lebih dari panjang pulsaminimum akan menghasilkan reset,walaupun clock sedangberjalan.
XTAL1 : Input penguat osilator inverting dan input pada rangkaian operasi clock internal.
AVCC : Pin tegangan suplay untuk port A dan ADC. Pin ini harus
dihubungkan ke VCC walaupun ADC tidak digunakan, maka pin ini harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.
AREF : Pin referensi tegangan analaog untuk ADC.
a. Port A (PA0-PA7)
Port A berfungsi sebagai input analog ke ADC. Port A juga dapat berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional, jika ADC tidak digunakan maka port dapat menyediakan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit).
b. Port B (PB0-PB7)
Port B merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit)
c. Port C (PC0-PC7)
Port C merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit)
d. Port D (PD0-PD7)
Port D merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit)
2.3. EEPROM ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki EEPROM sebesar 2 Kbyte untuk tempat penyimpanan data dan 256 byte memori Ram. 128 byte dari memori tersebut menempati ruang sejajar dengan register fungsi khusus. Hal ini berarti memori yang 128 byte tersebut memiliki alamat yang sama tetapi beda pada ruang yang terpisah dengan SFR.
langsung berikut akan menuju SFR dengan alamat 0A0H, yaitu P2. Mov 0A0H,#data. Sementara perintah yang untuk menuju memori dengan alamat 0A0H dikerjakan dengan cara pengalamatan tidak langsung, memori akan dituju buka alamat P2. Mov @R0.#data. Dalam hal ini, operasi stack adalah contoh untuk pengalamatan tidak langsung, sehingga memori dengan alamat di atas 128 pada RAM tersedia untuk keperluan stack.
Demikian juga dengan EEPROM yang ada pada ATMega8535, data pada memori tersebut diset dengan memberikan nilai logika 1 pada bit EEMEM, yaitu bit pada register WMCOM pada alamat SFR dengan nilai lokasi 96H. EEPROM memiliki alamat mulai dari 000H sampai dengan 7FF. Untuk mencapai data dengan alamat tersebut di atas digunakan MOVX, sementara untuk mencapai data dengan alamat tersebut di atas digunakan perintah yang sama tetapi dengan mengatur nilai EEMEN dengan logika LOW.
Selama penulisan ke EEPROM dapat juga dilakukan pembacaan tetapi harus dimulai dari bit MSB, sekali penulisan telah selesai data yang benar telah tersimpan dengan baik pada lokasi memori EEPROM tersebut.
2.4. LCD ( Liquid Crystal Display )
LCD (Liquid Crystal Display) sering diartikan dalam bahasa indonesia sebagai tampilan kristal cair merupakan suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.
satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya didalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih dibagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.
Dalam menampilkan karakter untuk membantu menginformasikan proses dan kontrol yang terjadi dalam suatu program robot kita sering menggunakan LCD. Ada beberapa jenis LCD perbedaannya hanya terletak pada alamat menaruh karakternya.Salah satu LCD yang sering dipergunakan adalah LCD 16x2 artinya LCD tersebut terdiri dari 16 kolom dan 2 baris. LCD ini sering digunakan karena harganya yang relatif murah dan pemakaiannya yang mudah. LCD yang kita gunakan masih membutuhkan agar dapat dikoneksikan dengan sistem minimum dalam suatu mikrokontroler. Driver tersebut berisi rangkaian pengaman, pengatur tingkat kecerahan backligt maupun data serta untuk mempermudah pemasangan di mikrokontroler (portable-red).
Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan. 2. Setiap terdiri dari 5 x 7 dot-matrix cursor.
3. Terdapat 192 macam karakter.
4. Terdapat 80 x 8 bit display RAM ( maksimal 80 karakter ).
5. Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit. 6. Dibangun oleh osilator lokal.
7. Satu sumber tegangan 5 Volt.
8. Otomatis reset saat tegangan dihidupkan. 9. Bekerja pada suhu 0oC sampai 550C. 2.4.1. Konfigurasi Pin LCD
Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD
No Simbol Level Fungsi
1 Vss - 0 Volt
2 Vcc - 5+10% Volt
3 Vee - Penggerak LCD
4 RS H/L H=Memasukkan Data,L=Memasukkan Ins
5 R/W H/L H=Baca, L=Tulis
6 E Enable Signal
7 DB0 H/L
Data Bus
8 DB1 H/L
9 DB2 H/L
10 DB3 H/L
11 DB4 H/L
12 DB5 H/L
13 DB6 H/L
14 DB7 H/L
15 V+BL
Kecerahan LCC
2.5 Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar atau Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
2.5.1 Jenis – Jenis Relay 1. Berdasarkan Cara Kerja
a. Normal terbuka. Kontak sakelar tertutup hanya jika relay dihidupkan.
b. Normal tertutup. Kontak sakelar terbuka hanya jika relay dihidupkan.
c. Tukar-sambung. Kontak sakelar berpindah dari satu kutub ke kutub lain saat relay dihidupkan.
d. Bila arus masuk Pada gulungan, maka seketika gulungan akan berubah menjadi medan magnet. Gaya magnet inilah yang akan menarik luas sehingga saklar akan bekerja
2. Berdasarkan Konstruksi
b. Relai lidi. Digunakan untuk pensakelaran cepat daya rendah. Terbuat dari dua lidi tabung gelas. Kumparan dililitkan pada tabung gelas.
2.6. Pengertian Debit Air
Debit adalah suatu koefesien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter per/detik, untuk memenuhi keutuhan air pengairan, debit air harus lebih cukup untuk disalurkan ke saluran yang telah disiapkan. Ada juga yang mengartikan debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan dalam system satuan SI adalah meter kubik per detik (m3/s).
Istilah debit biasanya berkaitan dengan air, aliran dan sungai. Debit air adalah ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat dalam suatu tempat atau yang dapat di tampung dalam sutau tempat tiap satu satuan waktu. Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat ukur permukaan air sungai. Dari beberapa pengertian diatas sebenarnya membahas satu hal yang sama yaitu jumlah air yang ditampung.
terlebih dahulu, karena debit air berkaitan dengan satuan volume dan satuan waktu.
Tabel 2.2 Konversi Volume dan Waktu Untuk Dapat Mengetahui Debit Air
Satuan Waktu Satuan Volume
1 Jam = 60 Detik
1 Liter = 1 dm3 =1.000cm3=1.000.000 mm3= 0,001m3
1 Menit = 60 Detik 1cc = 1mL = 1 cm3
1 Jam = 3.600 Detik 1 Menit = 1/60 Jam 1 Jam = 1/3.600 Detik
Debit air dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Q = V / T ……… (I)
Dimana :
Q : Debit (liter/s) V : Volume (liter) T : Waktu (s)
