BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Espresso
Espresso adalah sebuah sajian minuman kopi khas Italia yang dihasilkan dengan cara mengekstraksi biji kopi yang telah digiling melalui semburan air panas di bawah tekanan tinggi. Espresso berasal dari Bahasa Italia yang berarti express atau cepat karena sajian ini dibuat untuk disajakan kepada pelanggan dengan segera. Di dalam espresso terdapat lebih dari 600 komponen zat kimia, termasuk diantaranya yaitu gula, emulus dari minyak kopi espresso, cafein, protein, koloid dan lain-lain. Selain memiliki rasa yang nikmat, espresso juga merupakan salah satu minuman yang banyak memiliki khasiat yang sangat baik bagi kesehatan tubuh, diantaranya yaitu mencegah kanker, mencegah penyakit darah tinggi, penyakit jantung, mencegah kencing manis, mengurangi peradangan, dan menenangkan hati [3].
Pada dasarnya espresso merupakan bentuk kopi pekat yang biasa disajikan dalam porsi kecil dengan rasa yang kuat dan biasa digunakan untuk bahan dasar banyak minuman kopi, seperti americano, cappuccino, mochaccino, dan cafe latte. Biji yang digunakan dalam pembuatan espresso biasanya menggunakan bubuk kopi arabica yang memiliki karakter rasa yang asam dengan warna yang tidak terlalu pekat maupun robusta yang lebih pahit dan kasar. Dengan langkah pembuatan, yaitu bubuk kopi yang sudah halus akan ditempatkan pada portafilter dengan takaran bubuk kopi sebesar 8 sampai 12 gram untuk satu single shoot espresso dan 18 sampai 20 gram untuk double shot espresso dengan air sebanyak 50 sampai 55ml. Bubuk kopi yang sudah berada pada portafilter akan ditekan yang kemudian akan dikunci pada group head yang sudah siap dialiri oleh air bersuhu 90°C hingga 100°C. Proses ekstraksi kopi dan air memerlukan tekanan air 0 hingga 9 bar setelah dilakukannya tamping dan ekstraksi.
2.2 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan komputer di dalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik yang menekankan efesiensi dan efiktifitas biaya. Secara harfiah disebut “pengendali kecil”, dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan pendukung seperti Integrated Circuit (IC),
5
Transistor Transistor Logic (TTL), dan Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini [4]. Mikrokontroler pertama kali dikenalkan oleh Texas Instrument dengan seri TMS 1000 pada tahun 1974 yang 14 merupakan mikrokontroler 4 bit pertama. Mikrokontroler ini mulai dibuat sejak 1971, yang merupakan mikrokomputer dalam sebuah chip lengkap dengan Random Accsess Memory (RAM) dan Read Only Memory (ROM). Kemudian pada tahun 1976 Intel mengeluarkan mikrokontroler yang kelak menjadi populer dengan nama 8748 yang merupakan mikrokontroler 8 bit, sebagai bagian dari mikrokontroler MCS 48. Saat ini, mikrokontroler yang banyak beredar di pasaran adalah mikrokontroler 8 bit varian keluarga MCS51 Complex Instruction Set Computer (CISC) yang dikeluarkan oleh Atmel dengan seri AT89Sxx dan mikrokontroler AVR yang merupakan mikrokontroler Reduced Instruction Set Computer (RISC) dengan seri ATMEGA8535. Walaupun varian dari mikrokontroler Automatical Voltage Regulator (AVR) sangatlah banyak, namun masing-masing memiliki fitur yang berbeda-beda.
Pada dasarnya prinsip kerja dari mikrokontroler adalah bekerja berdasarkan nilai yang berada pada register program counter dimana mikrokontroler akan mengambil data pada ROM dengan alamat sebagaimana yang tertera pada register program counter. Selanjutnya isi dari register program counter ditambah satu increment secara otomatis. Data yang diambil pada ROM merupakan urutan instruksi program yang telah dibuat dan diisikan sebelumnya oleh user. Instruksi yang diambil tersebut diolah dan dijalankan oleh mikrokontroler. Proses pengerjaanya bergantung pada jenis instruksi, seperti bisa membaca, mengubah nilai-nlai pada register, RAM, isi tiap port, atau melakukan pembacaan dan melanjutkan dengan pengubahan data. Selanjutnya yang dilakukan oleh mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus.
2.3 Motor Servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback dimana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada didalam motor. Motor servo ini terdiri dari sebuah motor Direct Curent (DC), serangkaian gear,
potensiometer, dan rangkaian kendali. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo, dan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor [5].
Motor servo dikendalikan dengan sinyal Pulse Width Modulation (PWM) melalui kabel kontrol. Lebar sinyal (pulsa) yang diberikan inilah yang akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Contoh apabila motor servo diberikan data lebar sinyal dengan besar 1,5ms maka sudut akan mencapai gerakan 90°, dan bila kita berikan data lebar sinyal kurang dari 1,5 ms maka posisi sudut akan mendekati 0° dan bila kita berikan data lebar sinyal lebih dari 1,5 ms maka posisi sudut mendekati 180°. Gambar dari mode pensinyalan motor servo ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Mode pensinyalan motor servo.
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pensinyalan motor servo adalah sebagai berikut:
1. Motor servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz.
7
2. Pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle atau kondisi dimana perbandingan lama waktu suatu sinyal berada dalam kondisi high dengan lama waktu suatu sinyal tersebut dalam kondisi (high+low) mencapai 1,5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0° / netral).
3. Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1,5 ms, maka rotor akan berputar ke arah kiri dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut.
4. Jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1,5ms, maka rotor akan berputar ke arah kanan dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.
2.4 Vibratory Pump
Vibratory pump merupakan bagian dari jenis pompa rotodinamik. Pompa rotodinamik didasarkan pada impeler berbilah yang berputar di dalam fluida untuk memberikan percepatan tangensial ke fluida dan akibatnya meningkatkan energi fluida. Tujuan pompa adalah untuk mengubah energi ini menjadi energi tekanan fluida yang akan digunakan dalam sistem perpipaan. Pada dasarnya vibratory pump merupakan pompa sentrifugal yang mengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik dengan gaya sentripetal pada cairan. Biasanya, impeller yang berputar meningkatkan kecepatan fluida casing atau volute. Pompa kemudian bertindak untuk mengubah peningkatan kecepatan ini menjadi peningkatan tekanan. Jadi energi mekanik diubah menjadi bagian tekanan oleh gaya sentripetal.
Vibratory pump pada umumnya memiliki 6 fungsi kerja pada tiap bagian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2. Inlet yang berfungsi sebagai jalur masuknya aliran air dimana saat arus listrik mengalir melalui kumparan magnet induksi, efek elektromagnetik menyebabkan piston bergerak maju dengan cepat. Saat piston bergerak mundur, air akan mengisi ruang tekanan. Kemudian, saat bergerak maju bola yang terdapat pada ruang tekanan akan mendorong ujung piston yang berfungsi sebagai mencegah aliran air kembali menuju inglet. Saat piston terdorong air, maka tekanan akan terbawa menuju outlet sebagai tempat keluaran aliran air.
2.5 Solenoid Valve
Solenoid valve merupakan katup yang dikendalikan oleh arus listrik baik AC maupun DC melalui kumparan atau selenoida. Solenoid valve ini merupakan elemen kontrol yang paling sering digunakan dalam sistem fluida. Seperti pada sistem pneumatik, sistem hidrolik ataupun pada sistem kontrol mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis. Contohnya pada sistem pneumatik, solenoid valve bertugas untuk mengontrol saluran udara yang bertekanan menuju aktuator pneumatik atau pada sebuah wadah air yang membutuhkan solenoid valve sebagai pengatur pengisian air, sehingga wadah tersebut tidak sampai kosong.
Banyak sekali jenis-jenis dari solenoid valve, karena solenoid valve ini didesain sesuai dari kegunaannya. Mulai dari 2 saluran katup, 3 saluran katup, 4 saluran katup dan sebagainya. Contohnya pada solenoid valve 2 saluran atau sering disebut katup kontrol arah 2/2 yang memiliki 2 jenis menurut cara kerjanya, yaitu normally close (NC) dan normally open (NO). Jadi fungsinya hanya menutup atau membuka saluran karena hanya memiliki 1 lubang inlet dan 1 lubang outlet. Atau pada solenoid 3 saluran yang memiliki 1 lubang inlet, 1 lubang outlet, dan 1 exhaust atau pembuangan dimana lubang inlet berfungsi sebagai masuknya fluida, lubang outlet berfungsi sebagai keluarnya fluida, dan exhaust berfungsi sebagai pembuangan fluida atau cairan yang terjebak dan selenoid 3 saluran ini biasanya digunakan atau diterapkan pada aktuator pneumatic [6]. Gambar 2.3 merupakan gambaran dari cara kerja solenoid valve.
9
Solenoid valve akan bekerja bila kumparan atau koil mendapatkan tegangan dan arus listrik yang sesuai dengan tegangan kerja. Kebanyakan tegangan kerja solenoid valve adalah 100/200VAC dan kebanyakan tegangan kerja pada tegangan DC adalah 12/24VDC sehingga ketika koil mendapatkan supply tegangan, maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet dan akan menggerakan piston pada bagian dalamnya. Ketika piston berpindah posisi maka, pada lubang keluaran A atau B dari solenoid valve akan ada udara yang keluar dari supply dan sebuah pin akan tertarik karena gaya magnet yang dihasilkan dari kumparan selenoida tersebut. Pada saat pin tersebut ditarik naik, maka akan mengalir dari ruang C menuju ke bagian D dengan cepat sehingga tekanan di ruang C turun dan tekanan fluida yang masuk mengangkat diafragma. Dengan demikian katup utama terbuka dan fluida mengalir langsung dari A ke F.
2.6 Pressure Transmitter
Pressure transmitter adalah perangkat mekanis yang mengukur gaya tekanan pada bahan cair ataupun gas. Pressure transmitter atau juga disebut pressure transduser yaitu jenis sensor yang terdiri dari area permukaan sensitif tekanan, terbuat dari baja, silikon, atau bahan lainnya. Tekanan pada permukaan tersebut nantinya akan diubah menjadi tegangan 0V-5V dan data tegangan tersebut dapat dikonversi menjadi tekanan dalam satuan Pa ataupun Bar. Tekanan umumnya diukur sebagai kuantitas gaya per satuan luas permukaan, dan dinyatakan sebagai nilai yang
menunujukkan gaya dorong pada suatu aliran pipa. Adapun tampilan dari pressure transmitter ditunjukkan pada Gambar 2.4.
