Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat Penyimpan Data (Data Logger) Kecepatan pada Forklift Berbasis Mikrokontroler T1 612005032 BAB II

5

Pada bab ini penulis akan membahas teori – teori dasar yang digunakan untuk merealisasikan suatu alat pengawas kecepatan pada forklift berbasis mikrokontroler.

2.1 Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Gerak melingkar beraturan adalah gerak suatu benda yang membentuk suatu lingkaran dengan kecepatan sudut yang tetap. Apabila suatu benda bermassa m yang diikat pada seutas tali yang panjangnya r. Bola diputar vertikal, sehingga benda mengalami gerak melingkar seperti tampak pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Gerak Melingkar Beraturan

2.1.1 Kecepatan Rotasi

Kecepatan rotasi atau sering disebut kecepatan sudut

ω

adalah suatu besaran

rotasi suatu benda pada sumbunya. Arah vektor kecepatan sudut berimpit dengan sumbu rotasi pada Gambar 2.2 (rotasi berlawanan arah jarum jam) vektor naik.

=

d_d

(2.1)

dimana:

= kecepatan sudut (radian/ detik) dθ = perubahan sudut (radian) dt = perubahan waktu (detik)

Gambar 2.2 Kecepatan Rotasi

Kecepatan sudut suatu benda pada saat melakukan gerakan satu putaran penuh sebesar 2π rad atau 360 derajat, dirumuskan pada Persamaan 2.2.

=

(2.2)

dimana:

2.1.2 Kecepatan Linear

Kecepatan linear didefinisikan sebagai hasil bagi panjang lintasan linear yang ditempuh dengan selang waktu tempuhnya. Apabila benda bergerak melingkar beraturan seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.3, lintasan benda tersebut adalah sepanjang keliling lingkaran (2 π r). Adapun periode yaitu waktu yang diperlukan untuk bergerak satu lingkaran penuh. Oleh karena itu, besar kecepatan linear pada gerak melingkar beraturan dapat dinyatakan oleh Persamaan 2.3.

Gambar 2.3 Kecepatan Linear pada Gerak Melingkar Beraturan

=

(2.3)

dimana:

= kecepatan linear (meter/ detik) = jari-jari (meter)

= periode (detik)

Dari Persamaan-Persamaan diatas didapatkan hubungan antara kecepatan sudut dengan kecepatan linear pada gerak melingkar beraturan yang dapat dilihat pada Persamaan 2.4.

dimana:

= kecepatan linear (meter/ detik)

= kecepatan sudut (radian/ detik) = jari-jari (meter)

2.2 Mikrokontroler ATMega32

Pada perancangan alat ini digunakan mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) yang berjenis ATmega32 yang merupakan IC (Integrated Circuit)

mikrokontroler buatan Atmel Corporation. AVR ini menggunakan arsitektur Havard dimana kode program dan data disimpan dalam memori secara terpisah. Kedua jenis memori yang berbeda ini adalah: EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) dan SRAM (Static Random Access memory). EEPROM umumnya

digunakan untuk menyimpan data–data program yang bersifat permanen atau semi permanen (non volatile), sedangkan SRAM digunakan untuk menyimpan data variabel yang dimungkinkan berubah setiap saat (volatile). Selain mempunyai arsitektur yang lebih terlindungi mikrokontroler ATMega32 juga ditunjang dengan fasilitas–fasilitas sebagai berikut :

1. 32k byte Downloadable Flash Memory yang digunakan untuk penulisan program dalam bentuk bahasa C.

2. 1024k byte EEPROM (Electrically Eraseable and Programmable Read Only Memory) yang dapat digunakan sebagai penyimpan data. EEPROM ini mempunyai

5. Memilki 32 I/O (input/output) yang dapat dipakai semua. I/O terdiri dari 4 buah port.

6. Port A [PA0 … PA7] merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.

7. Port B [PB0 … PB7] merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer / Counter, komparator analog dan SPI.

8. Port C [PC0 … PC7] merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer .

9. Port D [PD0 … PD7] merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi ekstemal, dan komunikasi serial.

10. RESET, digunakan untuk melakukan reset mikrokontroler.

11. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

Gambar 2.4 Pin AVR ATMega32

2.3 Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory (EEPROM) EEPROM yang digunakan pada tugas akhir ini adalah AT24C64 (EEPROM 64 kbit). Berikut fitur yang dimiliki oleh EEPROM AT26C64 :

 Waktu akses baca sangat cepat yaitu 50 ns.

 Proteksi data secara hardware.

 Menggunakan 2 jalur dalam komunikasi secara serial (SDA dan SCL).  Transfer data protocol bersifat bidirectional.

 Waktu akses tulis yang sangat cepat

 Page write cycle time maksimum 10 ms.

 1 sampai 8 Byte page write operation.

 Beroperasi pada low-Voltage dan standart-Voltage.

 Versi 2.7 (Vcc = 2.7V – 5.5V).  Versi 1.8 (Vcc = 1.8V – 5.5V).  Keandalan teknologi yang tinggi.

 Daya tahan pada AT24C64 adalah 1 juta write cycles.  Lama penyimpanan data selama 100 tahun.

 ESD Protection lebih dari 3000V.

 Bekerja pada temperature industrial dan komersial.  Maksimal 8 Device addres inputs.

EEPROM AT24C64 memiliki jumlah sebanyak 8 pin. Berikut adalah penjelasan dari pin AT24C64:

 Serial Clock (SCL) menggunakan sinyal positif untuk memasukan data kedalam

 Serial Data (SDA) memiliki jalur yang dapat digunakan dalam dua arah

transfer data secara serial.

 Device Addresses (A0, A1, A2) merupakan pin sebagai alamat device dari

AT24C64 dan maksimal alamat yang dapat digunakan adalah 8 alamat.

 Write Protect (WP) merupakan pin perlindungan data secara hardware, bila pin

WP diberikan Vcc, maka akan menjalankan fungsi perlindungan data pada AT24C64.

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin pada AT24C64[5]

Tabel 2.1 Deskripsi Pin AT24C64[5]

.

2.4 Real Time Clock (RTC)

RTC yang digunakan dalam alat ini adalah DS1307 yang merupakan IC dengan komunikasi secara serial melalui dua kabel bi-directional bus. RTC mempunyai sumber clock sendiri dan internal baterai untuk menyimpan waktu dan tanggal apabila

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin DS1307[6]

Penjelasan masing – masing pin sebagai berikut:

 Pin 1 – 2 : X1 dan X2, terhubung dengan Kristal osilator 32,768 kHz.  Pin 3 : Vbat, masukan standar baterai 3 volt.

 Pin 4 : GND, terhubung ke Ground.

 Pin 5 : SDA (Serial Data Input / Output).  Pin 6 : SCL (Serial Clock Input).

 Pin 7 : SQW/ OUT (Square Wave Output Drive).

 Pin 8 : VCC, catu daya IC sebesar 5 V.

2.5 Sensor Inductive Proximity

Gambar 2.7 Inductive Proximity sensor[7]

Inductive proximity sensor terdiri atas empat elemen dasar seperti terlihat pada

Gambar 2.7. Keempat elemen pada Inductive proximity sensor tersebut adalah: 1. Induction coil

2. Oscillator circuit 3. Detection circuit 4. Output circuit

2.6 Forklift

Forklift adalah suatu alat bantu yang berfungsi untuk menaikkan atau

menurunkan barang dan memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat lain. Forklift mempunyai kegunaan yang luas dan biasanya digunakan untuk menangani material unit load. Pada bagian depan forklift terdapat dua buah batang logam yang menyerupai

garpu untuk menahan beban yang diangkat dan digunakan sistem hydraulic untuk mengangkat beban.

2.6.1 Ignition Switch

Gambar 2.8 Diagram sistem Ignition Switch[8]

2.6.2 Accu

Accu atau adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi listrik yang

dihasilkan dari penyimpanan melalui proses kimia. Accu (Gambar 2.9) merupakan sumber catu daya pada sistem kelistrikan pada forklift. Pada umumnya accu yang digunakan pada forklift yaitu accu dengan tegangan keluaran 12V.