Modul Arduino.docx

MIKROKONTROLER (03 2 3 MIK P)

MODUL PRAKTEK

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ...................................................................................................................................................... i BAB I OPERASI LED DAN LCD .................................................................................................................................. 1 Blinking LED ................................................................................................................................... 1 Traffic Light..................................................................................................................................10 1.3

Counter........................................................................................................................................16

1.4

Menampilkan karakter di LCD .....................................................................................................22

BAB II OPERASI INPUT DAN OUTPUT .....................................................................................................................28 3.1

Termometer digital .....................................................................................................................28

3.2

Switch on/off ...............................................................................................................................36

3.3

Sensor Cahaya .............................................................................................................................40

3.4

Control relay ................................................................................................................................44

3.5

Pengaturan output PWM ............................................................................................................48

BAB III KONTROL MOTOR DC ..................................................................................................................................52 4.1

H – Bridge motor driver...............................................................................................................52

4.2

Motor Servo ................................................................................................................................65

4.3

Motor Stepper .............................................................................................................................70

BAB I OPERASI LED DAN LCD Percobaan Blinking LED a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja LED 2. Mahasiswa dapat memahami mengoperasikan pin digital arduino uno sebagai output b. Teori dasar Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya – Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya. Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode) Cara Kerja LED (Light Emitting Diode) Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

Cara Mengetahui Polaritas LED Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.

Warna-warna LED (Light Emitting Diode) Saat ini, LED telah memiliki beranekaragam warna, diantaranya seperti warna merah, kuning, biru, putih, hijau, jingga dan infra merah. Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED : Bahan Semikonduktor

Wavelength

Warna

Gallium Arsenide (GaAs)

850-940nm

Infra Merah

Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)

630-660nm

Merah

Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)

605-620nm

Jingga

Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)

585-595nm

Kuning

Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP)

550-570nm

Hijau

Silicon Carbide (SiC)

430-505nm

Biru

Gallium Indium Nitride (GaInN)

450nm

Putih

Tegangan Maju (Forward Bias) LED Masing-masing Warna LED (Light Emitting Diode) memerlukan tegangan maju (Forward Bias) untuk dapat menyalakannya. Tegangan Maju untuk LED tersebut tergolong rendah sehingga memerlukan sebuah Resistor untuk membatasi Arus dan Tegangannya agar tidak merusak LED yang bersangkutan. Tegangan Maju biasanya dilambangkan dengan tanda VF. Warna

Tegangan Maju @20mA

Infra Merah

1,2V

Merah

1,8V

Jingga

2,0V

Kuning

2,2V

Hijau

3,5V

Biru

3,6V

Putih

4,0V

Kegunaan LED dalam Kehidupan sehari-hari Teknologi LED memiliki berbagai kelebihan seperti tidak menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil ini semakin popular dalam bidang teknologi pencahayaan. Berbagai produk yang memerlukan cahaya pun mengadopsi teknologi Light Emitting Diode (LED) ini. Berikut ini beberapa pengaplikasiannya LED dalam kehidupan sehari-hari. 1. Lampu Penerangan Rumah 2. Lampu Penerangan Jalan 3. Papan Iklan (Advertising) 4. Backlight LCD (TV, Display Handphone, Monitor) 5. Lampu Dekorasi Interior maupun Exterior 6. Lampu Indikator 7. Pemancar Infra Merah pada Remote Control (TV, AC, AV Player)

c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. LED 4. Resirtor 220 Ω ½ watt 5. Kabel jumper d. Prosedur percobaan : (i)

Instalasi software Arduino a. Download software arduino File instalasi software Arduino dapat diperoleh pada alamat situs web di bawah ini yang tersedia untuk sistem operasi Windows, Mac dan Linux: http://arduino.cc/en/Main/Software

b. Cari file installer pada web tersebut seperti gambar dibawah:

c. Klik link “ Windows Installer” untuk men-download file master IDE arduino sehingga muncul seperti gambar dibawah :

d. Setelah proses download selesai , buka folder dimana file tersebut disimpan

e. “Double klik” file tersebut untuk mengistal IDE dari arduino,

f.

Jika muncul tampilan seperti gambar diatas klik “Yes”,

g. Kemudian klik “I Agree”, untuk melanjutkan proses instalasi

h. Kemudian klik “Next >”

i.

Kemudian klik “ Install” sehingga tampil seperti gambar dibawah :

j.

Jika muncul tampilan seperti gambar dibawah klik “install”

k. Setelah itu proses instalasi akan berlanjut seperti gambar dibawah :

l.

Setelah proses instalasi selesai muncul tampilan seperti gambar dibawah:

m. Kemudian klik “close”

n. Perhatikan gambar icon arduino pada desktop, seperti terlihat pada gambar dibawah :

o. “Double klik” icon arduino sehingga tampil IDE arduino yang juga disebut “ sketch” .

p. Gambar diatas menunjukkan tampilan sketch arduino, dengan demikian proses instalasi telah selesai dengan baik. (ii)

Langkah-langkah untuk membuat Blinking LED : a. Pasang led pada breadboard. Pemasangan LED harus diperhatikan polaritasnya. Kaki yang panjang mengarah ke kutup Positif (+), sedangkan kaki yang pendek atau kaki pada permukaan LED yg datar, mengarah ke kutub negative (-) atau Ground (Gnd)

b. Hubungkan LED dengan arduino pada Arduino seperti gambar diatas c. Download program berikut ke board arduino Sketch: int led 1 = 13; // lampu LED intenal pada pin 13 Arduino void setup() { pinMode(led1, OUTPUT); // pin 13 sebagai output } void loop() { digitalWrite(led1, HIGH); // led On delay(1000); // tunggu 1 detik digitalWrite(led1, LOW); // led Off delay(1000); // tunggu 1 detik } d. Amati LED setelah program diupload e. Tugas Buatlah led berkedip setiap 3 detik

Traffic Light a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja traffic light 2. Mahasiswa dapat memahami mengoperasikan arduino untuk mengatur traffic light b. Teori dasar Traffigh Light (lampu lalu lintas) ditemukan pada tahun 1868 oleh seorang insinyur kereta api bernama John Peake Knight. Namun bukan lampu lalu lintas yang kita tahu sekarang, tetapi

adalah lentera gas-powered revolving dengan merah dan lampu hijau. penemuan Knight adalah serupa dengan sinyal kereta api saat itu. Lampu lalu lintas awalnya ditempatkan di dekat London'sHouse of Commons, di persimpangan Jalan George dan Jembatan.

Pada tahun 1910, Earnest Sirrine Chicago, menggunakan kata-kata STOP (berhenti) dan MOVE (melanjutkan) untuk digunakan pada lampu lalu lintas tanpa adanya cahaya. Lalu pada tahun 1912, Lester Wire dari Salt Lake City, telah menemukan lampu lalu lintas listrik yang menggunakan lampu merah dan hijau. Tahun berikutnya, James Hoge membuat sistem lampu lalu lintas menggunakan lampu listrik secara manual. Itu dipasang di Cleveland, Ohio pada tahun 1914. Lampu lalu lintas tersebut selain menggunakan lampu listrik, juga menampilkan kata-kata STOP dan MOVE. Kemudian William Ghiglieri dari San Francisco, California pada tahun 1917 menemukan rancangan lampu lalu lintas yang dapat dioperasikan secara manual atau otomatis. Lampu kuning ditambahkan pada tahun 1920 oleh William Potts, seorang polisi Detroit. Dia benar-benar menemukan beberapa sistem lampu lalu lintas, termasuk cara menggantung empat sistem. Semua hasil temuan tersebut tidak dipatenkan. Hingga pada akhirnya orang pertama yang mengajukan permohonan paten untuk memproduksi lampu lalu lintas yang murah, adalah Garrett Morgan, yang menerima paten pada tahun 1923.

Seperti kita ketahui bahwa lampu lalu lintas yang sering kita jumpai sehari-hari memiliki 3 warna utama yaitu merah, kuning dan hijau. Warna-warna ini tentunya tidak diambil dan digunakan dengan sembarang. Dengan kata lain, warna ini diambil karena memiliki arti-arti tertentu di dalamnya. Dan berikut arti warna pada lampu lalu lintas dan sejarah singkat tentang bagaimana warna tersebut digunakan sebagai simbol untuk lampu lalu lintas. Warna Merah Warna merah artinya larangan atau stop atau bahaya. Warna merah identik dengan warna darah, sejak jaman dahulu manusia sering berperang untuk memperebutkan sesuatu dan Berbagai hal lainnya. Berperang berarti saling membunuh, saling melukai dan saling menumpahkan darah. Banyak para korban perang tersebut yang terluka bahkan ada yang tewas. Baik korban terluka maupun tewas pasti tubuhnya akan mengeluarkan darah. Seperti kita ketahui bahwa semua manusia memiliki darah yang berwarna merah (jika darahnya bukan merah, pastinya bukan manusia. Lalu apa? “IH SEREM”). Dan jika manusia terluka pasti akan mengeluarkan darah dan terasa sakit. Dengan perkembangan jaman, ada suatu kelompok manusia yang anti dengan peperangan, dan menyatakan bahwa perang itu membahayakan, maka disepakati dan dibuatlah aturan untuk tidak saling berperang, melukai dan saling membunuh sesama manusia karena sangat membahayakan. Dengan tahapan aturan tersebut, yaitu awas bisa melukai, awas bahaya, dilarang melukai atau bahaya membuat warna merah dijadikan simbol untuk hal yang membahayakan atau larangan hingga sekarang ini. Warna Kuning Warna Kuning artinya hati-hati, waspada atau pelan-pelan. Warna kuning identik dengan warna api, dimana api memiliki sifat antara dua pilihan, yaitu api kecil yang bisa di kendalikan, dan api besar yang sulit dikendalikan dan bisa membahayakan. Pengertian warna kuning

memiliki resiko bisa aman dan bisa tidak aman atau berbahaya. Begitu juga api, baik api kecil maupun api besar memiliki sifat panas, dan manusia akan selalu hati-hati dengan api. Jaman dulu di dalam peperangan manusia selalu menggunakan api, baik untuk senjata, sinyal komunikasi, simbol dan penerangan. Dalam situasi berperang, prajurit selalu dituntut untuk waspada dan hati-hati terhadap gerakan musuhnya, apalagi di malam hari. Mereka akan menggunakan api untuk segala sesuatunya, mereka akan mengamati pergerakan musuhnya dengan melihat api yang digunakan, sehingga bila ada gerakan api atau obor musuhnya mereka akan bersiap-siap dan waspada untuk menghadapi serangan musuhnya. Sehingga sampai sekarang warna kuning telah disepakati sebagai simbol untuk hati-hati, waspada atau siapsiap. Warna kuning bisa juga diidentikkan warna daun yang sudah tua yang sebentar lagi daun tersebut akan gugur. Jadi, warna kuning diartikan sebagai warna transisi atau peralihan. Warna Hijau Warna Hijau artinya bebas atau boleh berjalan atau aman. Warna hijau identik dengan warna alam, yaitu hutan terutama warna daun pada tumbuh-tumbuhan. Hampir semua warna daun tumbuh-tumbuhan memiliki warna yang sama yaitu hijau, meskipun sebagian kecil tumbuh-tumbuhan memiliki daun yang berwarna lain. Lantas kenapa warna hijau diidentikan dengan kebebasan? Banyak tumbuh-tumbuhan di dunia ini berbeda jenisnya, sifatnya, ragamnya, corak dan bentuknya, golongannya serta macam-macam yang lainnya. Tetapi hampir semua daunnya memiliki warna hijau, arti kata semua bebas untuk berwarna hijau, dan tak satu pun ada yang melarangnya, baik dari tumbuh-tumbuhan itu sendiri dan yang berasal dari jenis yang berbeda. Jadi warna hijau memiliki arti suatu kebebasan. Warna hijau juga memiliki sifat sensitif terhadap penglihatan kita, memiliki warna yang menyegarkan mata terutama untuk terapi warna. Sehingga warna hijau tersebut sangat aman bagi mata kita. Dan akhirnya warna hijau disepakati sebagai simbol untuk kebebasan dan aman atau boleh dan diperbolehkan. c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. LED 4. Resirtor 220 Ω ½ watt 5. Kabel jumper d. Prosedur percobaan :.

1. Pasanglah LED seperti gambar berikut

Contoh pemasangan LED menggunakan beadboard pada pin 8,9,10 Arduino 2. Upload program berikut pada arduino Sketch: int redPin = 7; // Lampu Merah int yellowPin = 6; // Lampu Kuning int greenPin = 5; // Lampu Hijau void setup() { pinMode(redPin, OUTPUT); pinMode(yellowPin, OUTPUT); pinMode(greenPin, OUTPUT); }

void loop() { digitalWrite(redPin, HIGH); // Lampu Merah On digitalWrite(yellowPin, LOW); digitalWrite(greenPin, LOW); delay(3000); // Jeda 3 detik digitalWrite(redPin, LOW); // Lampu Kuning On digitalWrite(yellowPin, HIGH); digitalWrite(greenPin, LOW); delay(3000); // Jeda 3 detik digitalWrite(redPin, LOW); // Lampu Hijau On digitalWrite(yellowPin, LOW); digitalWrite(greenPin, HIGH); delay(3000); // Jeda 3 detik } Catatan: - Buatlah lampu lalu lintas dengan urutan: Merah - Kuning (berkedip 3x) - Hijau Petunjuk: Baris program untuk Lampu kuning: digitalWrite(redPin, LOW); // Lampu Kuning On digitalWrite(yellowPin, HIGH); digitalWrite(greenPin, LOW); delay(3000); // Jeda 3 detik diganti: for( int i=1; i<=3; i++ ) { digitalWrite(yellowPin, HIGH); delay(1000); digitalWrite(yellowPin, LOW);

delay(1000); } 3. Amati yang terjadi 4. Buatlah traffic light simpang empat

Counter a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja counter 2. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja seven segment 3. Mahasiswa dapat membangun counter dengan arduino b. Teori dasar Counter Rangkaian Counter adalah rangkaian yang dapat berfungsi sebagai penghitung angka secara cepat, baik itu penghitungan maju maupun mundur. Penghitungan maju adalah hitungan yang di mulai dari angka yang kecil ke angka yang lebih besar, sedangkan penghitungan mundur adalah hitungan yang dilakukan dari angka yang besar ke angka yang kecil. Dalam penghitungan bisa mecapai jumlah yang tidak terbatas tergantung dari rangkaian yang kita buat dan juga kebutuhan. Counter biasanya disebut sebagai pencacah yang tersusun dari sederet flip flop dan kemudian diperbarui sedemikian rupa dengan menggunakan karnough, sehingga angka yang masuk nantinya dapat dihitung sesuai rangcangan yang kita buat. Dalam penyusunan rangkaian counter terdiri atas semua jenis flip flop, tergantung model dari masing-masing flip flop itu sendiri. Jenis dari rangkaian pencacah (counter) dibedakan menjadi dua, yaitu rangkaian pencacah naik (up counter) dan rangkaian pencacah turun (down counter). Yang dimaksud pencacah naik atau up counter adalah cacahan dari kecil ke besar kemudian kembali ke cacahan awal secara otomatis. Sedangkan pencacah turun atau down counter adalah pencacah dari besar ke arah yang kecil kemudian kembali ke cacahan yang awal.

Contoh dari rangkaian counter diatas hanya menggunakan IC decade counter dan satu buah seven segmen sehingga hanya mewakili angka satuan. Apabila anda ingin membuat fungsi yang lebih banyak, anda hanya tinggal menambahkan IC dan seven segmennya sesuai dengan kebutuhan yang anda inginkan. IC yang digunakan sebagai pencacah merupakan IC 4026. Di dunia ini ada banyak sekali IC pencacah yang dapat anda gunakan untuk membuat rangkaian counter, baik itu IC dari keluarga TTL maupun CMOS. Perbedaan dari kedua IC yaitu dari angka awal dimana untuk keluarga IC TTL mempunyai awal seri 74 sedangkan untuk keluarga IC CMOS adalah 40. IC yang paling sering digunakan pada setiap rangkaian adalah IC dari jenis TTL. Pada gambar skema di atas, IC yang digunakan adalah jenis CMOS. Karena IC jenis CMOS bisa menggunakan tegangan maksimal 15 volt, sedangkan pada jenis TTL hanya mensupplay tegangan maksimal 5 volt. Keuntungan lain dari penggunakan IC 4026 anda tidak perlu lagi menggunakan IC decorder sebagai interface seven segmen. Karena output yang dihasilkan sudah sesuai dengan kondisi dan fungsi dari seven segmen. Skema rangkaian counter diatas sengaja menggunakan gerbang penyulut schmiit trigger karena berfungsi sebagai peredam bounching dari hentakan saklar mekanik. Anda juga bisa menggunakan gerbang schmitt trigger dan menghubungkan langsung saklar input ke pin clock IC 4026. Seven Segment Pengertian Seven Segment Display – Seven Segment Display (7 Segment Display) dalam bahasa Indonesia disebut dengan Layar Tujuh Segmen adalah komponen Elektronika yang dapat menampilkan angka desimal melalui kombinasi-kombinasi segmennya. Seven Segment Display pada umumnya dipakai pada Jam Digital, Kalkulator, Penghitung atau Counter Digital, Multimeter Digital dan juga Panel Display Digital seperti pada Microwave Oven ataupun Pengatur Suhu Digital . Seven Segment Display pertama diperkenalkan dan dipatenkan pada tahun 1908 oleh Frank. W. Wood dan mulai dikenal luas pada tahun 1970-an setelah aplikasinya pada LED (Light Emitting Diode). Seven Segment Display memiliki 7 Segmen dimana setiap segmen dikendalikan secara ON dan OFF untuk menampilkan angka yang diinginkan. Angka-angka dari 0 (nol) sampai 9 (Sembilan) dapat ditampilkan dengan menggunakan beberapa kombinasi Segmen. Selain 0 – 9, Seven Segment Display juga dapat menampilkan Huruf Hexadecimal dari A sampai F. Segmen atau elemen-elemen pada Seven Segment Display diatur menjadi bentuk angka “8” yang agak miring ke kanan dengan tujuan untuk mempermudah pembacaannya. Pada beberapa jenis Seven Segment Display, terdapat juga penambahan “titik” yang menunjukan

angka koma decimal. Terdapat beberapa jenis Seven Segment Display, diantaranya adalah Incandescent bulbs, Fluorescent lamps (FL), Liquid Crystal Display (LCD) dan Light Emitting Diode (LED). LED 7 Segmen (Seven Segment LED) Salah satu jenis Seven Segment Display yang sering digunakan oleh para penghobi Elektronika adalah 7 Segmen yang menggunakan LED (Light Emitting Diode) sebagai penerangnya. LED 7 Segmen ini umumnya memiliki 7 Segmen atau elemen garis dan 1 segmen titik yang menandakan “koma” Desimal. Jadi Jumlah keseluruhan segmen atau elemen LED sebenarnya adalah 8. Cara kerjanya pun boleh dikatakan mudah, ketika segmen atau elemen tertentu diberikan arus listrik, maka Display akan menampilkan angka atau digit yang diinginkan sesuai dengan kombinasi yang diberikan. Terdapat 2 Jenis LED 7 Segmen, diantaranya adalah “LED 7 Segmen common Cathode” dan “LED 7 Segmen common Anode”. LED 7 Segmen Tipe Common Cathode (Katoda) Pada LED 7 Segmen jenis Common Cathode (Katoda), Kaki Katoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan Kaki Anoda akan menjadi Input untuk masingmasing Segmen LED. Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen LED.

LED 7 Segmen Tipe Common Anode (Anoda) Pada LED 7 Segmen jenis Common Anode (Anoda), Kaki Anoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan kaki Katoda akan menjadi Input untuk masingmasing Segmen LED. Kaki Anoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini akan diberikan Tegangan

Positif (+) dan Signal Kendali (control signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Katoda Segmen LED.

Prinsip Kerja Dasar Driver System pada LED 7 Segmen Berikut ini adalah Blok Diagram Dasar untuk mengendalikan LED 7 Segmen :

Blok Dekoder pada diagram diatas mengubah sinyal Input yang diberikan menjadi 8 jalur yaitu “a” sampai “g” dan poin decimal (koma) untuk meng-ON-kan segmen sehingga menghasilkan angka atau digit yang diinginkan. Contohnya, jika output dekoder adalah a, b, dan c, maka Segmen LED akan menyala menjadi angka “7”. Jika Sinyal Input adalah berbentuk Analog, maka diperlukan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah sinyal analog menjadi Digital sebelum masuk ke Input Dekoder. Jika Sinyal Input sudah merupakan Sinyal Digital, maka Dekoder akan menanganinya sendiri tanpa harus menggunakan ADC. Fungsi daripada Blok Driver adalah untuk memberikan arus listrik yang cukup kepada Segmen/Elemen LED untuk menyala. Pada Tipe Dekoder tertentu, Dekoder sendiri dapat mengeluarkan Tegangan dan Arus listrik yang cukup untuk menyalakan Segmen LED maka Blok Driver ini tidak diperlukan. Pada umumnya Driver untuk menyalakan 7 Segmen ini adalah terdiri dari 8 Transistor Switch pada masing-masing elemen LED. Tabel Pengaktifan Seven Segment Display

ANGKA

h

g

f

e

d

c

b

a

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

1

1

0

2

0

1

0

1

1

0

1

1

3

0

1

0

0

1

1

1

1

4

0

1

1

0

0

1

1

0

5

0

1

1

0

1

1

0

1

6

0

1

1

1

1

1

0

1

7

0

0

0

0

0

1

1

1

8

0

1

1

1

1

1

1

1

9

0

1

1

0

1

1

1

1

Catatan : 1 = ON (High) 0 = OFF (Low) c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. 7 Segment 4. Resirtor 220 Ω ½ watt 5. Kabel jumper d. Prosedur percobaan : 1. Hubungkan seven segment dengan pin digital pada arduino seprti gambar berikut

2. Upload program berikut : Sketch : byte seven_seg_digits[10][7] = { { 0,0,0,0,0,0,1 },// = 0 { 1,0,0,1,1,1,1 },// = 1

{ 0,0,1,0,0,1,0 },// = 2 { 0,0,0,0,1,1,0 },// = 3 { 1,0,0,1,1,0,0 },// = 4 { 0,1,0,0,1,0,0 },// = 5 { 0,1,0,0,0,0,0 },// = 6 { 0,0,0,1,1,1,1 },// = 7 { 0,0,0,0,0,0,0 },// = 8 { 0,0,0,0,1,0,0 } // = 9 }; void setup() { pinMode(2, OUTPUT); pinMode(3, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); pinMode(5, OUTPUT); pinMode(6, OUTPUT); pinMode(7, OUTPUT); pinMode(8, OUTPUT); pinMode(9, OUTPUT); digitalWrite(9,HIGH); nilai=10; } void sevenSegWrite(byte segment) { byte pin = 2; for (byte segCount = 0; segCount < 7; ++segCount){ digitalWrite(pin, seven_seg_digits[segment][segCount]); ++pin; } } void loop() {

nilai--; sevenSegWrite(nilai); if(nilai==0) nilai=10; delay(1000); }

1.4 Menampilkan karakter di LCD a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja LCD karakter 16 x 2 2. Mahasiswa dapat memahami proses menampilkan tulisan pada LCD b. Teori dasar LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang, misalnya dalam alatalat elektronik, seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer. Pada Percobaan kali ini adalah dengan menggunakan LCD 16x2 yang artinya LCD tersebut terdiri dari 16 kolom dan 2 baris karakter (tulisan). yang perlu di persiapkan adalah sebagai berikut  LCD 16x2  Arduino UNO (Type Lain)  Kabel dan Konektor

Berikut adalah pin dari LCD 16 X 2

No Kaki/Pin

Nama

Keterangan

1

VCC

+5V

2

GND

0V

3

VEE

Tegangan Kontras LCD

4

RS

Register Select

5

R/W

1 = Read, 0 = Write

6

E

Enable Clock LCD

7

D0

Data Bus 0

8

D1

Data Bus 1

9

D2

Data Bus 2

10

D3

Data Bus 3

11

D4

Data Bus 4

12

D5

Data Bus 5

13

D6

Data Bus 6

14

D7

Data Bus 7

15

Anoda

Tegangan backlight positif

16

Katoda

tegangan backlight Negatif

Pin LCD nomor 4 (RS) merupakan Register Selector yang berfungsi untuk memilih Register Kontrol atau Register Data. Register kontrol digunakan untuk mengkonfigurasi LCD. Register Data digunakan untuk menulis data karakter ke memori display LCD. Pin LCD nomor 5 (R/W) digunakan untuk memilih aliran data apakah READ ataukah WRITE. Karena kebanyakan fungsi hanya untuk membaca data dari LCD dan hanya perlu menulis data saja ke LCD, maka kaki ini dihubungkan ke GND (WRITE). Pin LCD nomor 6 (ENABLE) digunakan untuk mengaktifkan LCD pada proses penulisan data ke Register Kontrol dan Register Data LCD. c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. LCD 16 x 2 4. Kabel jumper d. Prosedur percobaan : 1. Hubungkan LCD dengan Arduino seperti langkah berikut :  Pin RS (kaki 4) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 12  Pin E (kaki 6) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 11  Pin D4 (kaki 11) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 5  Pin D5 (kaki 12) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 4  Pin D6 (kaki 13) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 3  Pin D7 (kaki 14) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 2

 sambungkan potensio 10 KOhm ke +5v dan GND , dan Pin LCD 3 ke potensio  Pin 5 (R/W) ke Ground

2. Upload program berikut : Sketch : // Program menulis Banner text di layar LCD // include the library code: #include // initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // set up the LCD's number of rows and columns: lcd.begin(16, 2); lcd.clear(); // start with a blank screen lcd.setCursor(0,0); // set cursor to column 0, row 0 (the first row) lcd.print("NIM SAYA"); // change this text to whatever you like. keep it clean. lcd.setCursor(0,1); // set cursor to column 0, row 1 lcd.print("Nama Saya"); } void loop() { } 3. Amati yang tampilan LCD tersebut 4. Upload program berikut :

// Program Blinking Banner text // include the library code: #include // initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // set up the LCD's number of rows and columns: lcd.begin(16, 2); lcd.clear(); // start with a blank screen lcd.setCursor(0,0); // set cursor to column 0, row 0 (the first row) lcd.print("NIM SAYA"); // change this text to whatever you like. keep it clean. lcd.setCursor(0,1); // set cursor to column 0, row 1 lcd.print("Nama Saya"); } void loop() { // Turn off the blinking cursor: lcd.noDisplay(); delay(500); // Turn on the display: lcd.display(); delay(500); }

// Program Banner scroll text 1234567890 // include the library code: #include // initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() {

// set up the LCD's number of columns and rows: lcd.begin(16,2); } void loop() { // set the cursor to (0,0): lcd.setCursor(0, 0); // print from 0 to 9: for (int thisChar = 0; thisChar < 10; thisChar++) { lcd.print(thisChar); delay(500); } // set the cursor to (16,1): lcd.setCursor(16,1); // set the display to automatically scroll: lcd.autoscroll(); // print from 0 to 9: for (int thisChar = 0; thisChar < 10; thisChar++) { lcd.print(thisChar); delay(500); } // turn off automatic scrolling lcd.noAutoscroll(); // clear screen for the next loop: lcd.clear(); } // Program Banner running text // include the library code: #include // initialize the library with the numbers of the interface pins

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { // set up the LCD's number of rows and columns: lcd.begin(16, 2); // Print a message to the LCD. lcd.print("ROBOT KREATIF"); // 12 huruf delay(1000); } void loop() { // scroll 12 positions (string length) to the left // to move it offscreen left: for (int positionCounter = 0; positionCounter < 12; positionCounter++) { // scroll one position left: lcd.scrollDisplayLeft(); // wait a bit: delay(300); } // scroll 28 positions (string length + display length) to the right // to move it offscreen right: 12+16 = 28 for (int positionCounter = 0; positionCounter < 28; positionCounter++) { // scroll one position right: lcd.scrollDisplayRight(); // wait a bit: delay(300); } // scroll 16 positions (display length + string length) to the left // to move it back to center: for (int positionCounter = 0; positionCounter < 16; positionCounter++) { // scroll one position left:

lcd.scrollDisplayLeft(); // wait a bit: delay(300); } // delay at the end of the full loop: delay(1000); }

BAB II OPERASI INPUT DAN OUTPUT Termometer digital a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja sensor LM 35

2. Mahasiswa dapat membangun thermometer digital b. Teori dasar Termometer Pengertian Termometer dan Jenis Termometer | Termometer adalah alat untuk mengukur panas atau suhu. Pada umumnya, termometer terbuat dari tabung kaca yang diisi zat cair termometrik. Termometer berasal dari bahasa Latin thermo, yang artinya panas, dan meter, yang artinya untuk mengukur. Zat cair termometrik adalah zat cair yang mudah mengalami perubahan fisis jika dipanaskan atau didinginkan, misalnya air raksa dan alkohol. Termometer mempunyai banyak jenis, antara lain termometer klinis, termometer dinding, termometer bimetal, dan termometer maksimum-minimum. Termometer yang paling sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah termometer air raksa.

Berikut ini jenis-jenis termometer yang umum dikenal: Termometer Air Raksa: Termometer air raksa adalah termometer cairan yang menggunakan air raksa sebagai pengisinya. Termometer air raksa merupakan thermometer yang banyak digunakan dibandingkan dengan termometer alkohol. Termometer air raksa sering disebut termometer maksimum karena dapat mengukur suhu yang sangat tinggi. Jika suhu panas, air raksa akan memuai sehingga kita akan melihat air raksa pada tabung kaca naik. Ketika suhu turun, air raksa akan tetap berada pada posisi ketika suhu panas. Hal itu disebabkan adanya konstraksi yang menghambat air raksa untuk kembali ke keadaan semula. OIeh karena itu, untuk mengembalikan air raksa ke posisi dasar, kita harus mengibas-ngibaskan termometer ini dengan kuat. Termometer Alkohol: Termometer alkohol adalah termometer cairan yang menggunakan alkohol sebagai pengisinya. Alkohol lebih peka daripada air raksa sehingga ketika memuai, perubahan volumenya lebih terlihat jelas. Termometer alkohol disebut juga termometer

minimum karena mampu mengukur suhu yang sangat rendah. Untuk menghindari gaya gravitasi bumi, termometer minimum diletakkan mendatar. Apabita suhu dingin, cairan alkohol akan bergerak ke kiri dan membawa indeks penunjuk berwarna. Sebaliknya, apabila suhu naik, indeks penunjuk berwarna akan tetap berada di posisinya walaupun cairan alkohol mengembang dan bergerak ke kanan. Termometer Klinis: Termometer klinis adalah termometer yang digunakan untuk mengukur suhu badan yang banyak dimanfaatkan di bidang kedokteran. Suhu badan dapat diukur dengan termometer klinis melalui rongga mulut, ketiak, atau di antara lekukan tubuh lainnya. Suhu manusia normal berkisar pada 37°C dan tidak pernah lebih rendah dan 35°C dan tidak pernah lebih dari 42°C. Termometer klinis bisa dibedakan menjadi dua, yaitu termometer klinis analog dan termometer klinis digital. Perbedaan keduanya terletak pada penampilan nilai suhu. Pada termometer klinis analog, nilai suhu ditampilkan oleh naiknya air raksa dan kita mengetahui nilainya dengan melihat angka yang dicapai oleh air raksa pada pipa kapiler. Sementara itu, pada termometer klinis digital, nilai suhu ditampilkan langsung dalam bentuk angka yang tertera pada layar kecil termometer. Termometer Inframerah: Termometer inframerah digunakan untuk mengukur suhu benda yang sangat panas. benda yang bergerak cepat, atau benda yang tidak boleh disentuh karena berbahaya. Termometer inframerah bisa juga disebut termometer laser, jika menggunakan sinar laser untuk mengukur suhu benda. Termometer Bimetal Mekanik: Termometer bimetal mekanik adalah termometer yang terbuat dari dua buah kepingan logam yang memiliki koefisien muai yang berbeda. Bimetal merupakan gabungan dari dua kata, yaitu bi dan metal. Bi artinya duo dan metal artinya logam. Dua kepingan logam pada termometer bimetal mekanik akan melengkung jika terjadi perubahan suhu. Prinsip kerja dari termometer bimetal adalah pada suhu tinggi, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien muai lebih tinggi. Sebaliknya, jika suhu rendah, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien muai yang lebih rendah. Lm35 Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah

perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar dibawah.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground. Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah : Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC . Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (lowheating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC. Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC.

Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut : Vout LM35 = Temperature º x 10 mV Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut : LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC. LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC. LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. LM35 Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain : Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC Low self-heating, sebesar 0.08 ºC Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V Rangkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. LM35 4. Kabel jumper d. Prosedur percobaan :. 1. Untuk mengukur suhu, caranya cukup mudah. IC jenis LM 35 ini cukup praktis, bentuknya kecil dan akurasinya tinggi. Cukup dengan menghubungkan kakinya ke kutub + , A0 dan – seperti pada gambar, nilai tegangan listrik yang didapat akan dikonversi menjadi nilai suhu dalam satuan derajat Celsius/Rheamur/Fahrenheit.

2. Upload program berikut : Sketch: a. Nilai temperatur ditampilkan di layar komputer int potPin = 0;

// select the input pin for the LM35

float temperature = 0; // type float -> 2 angka di blkng koma long val = 0; // tyle long = int, hanya range nilainya lebih besar void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { if (Serial.available()) // if monitor screen opened { val = analogRead(potPin);

// read the value from the sensor

temperature = (5.0 * val * 100.0)/1024.0; // convertion formula to Celcius Serial.println(temperature); // write temperature to notebook monitor // Serial.println((long)temperature); // jika nilainya ingin dibulatkan } delay(1000); }

b. Nilai temperatur ditampilkan di LCD #include // include library for LCD LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // pin to LCD int potPin = 0;

// select the input pin for the LM35

float temperature = 0; long val = 0; void setup() { lcd.begin(16, 2); // set up the LCD's number of rows and columns } void loop()

{ val = analogRead(potPin);

// read the value from the sensor

temperature = (5.0 * val * 100.0)/1024.0; // convert to Celcius lcd.clear(); // clear LCD screen lcd.setCursor(0,0); // set text to LCD row 1 lcd.print("current temp. "); // some text to add meaning to the numbers lcd.setCursor(0,1); // set text to LCD row 2 lcd.print((long)temperature); // writing temperature value lcd.print(" deg.C"); delay(1000); } c. Thermometer digital dengan fitur lampu indikator Tambahkan pengukur suhu ini dengan fitur lampu indikator (rangkaian traffict light) yang menyala bergantian pada suhu tertentu. Gunakan logika IF-ELSE atau SWITCH-CASE. int potPin = 0; // select the input pin for the LM35 float temperature = 0; int suhu; long val = 0; int redLight = 7; int yellowLight = 6; int greenLight = 4; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(redLight, OUTPUT); pinMode(yellowLight, OUTPUT); pinMode(greenLight, OUTPUT); } void loop()

{ if (Serial.available()) // if monitor screen opened { val = analogRead(potPin); // read the value from the sensor temperature = (5.0 * val * 100.0)/1024.0; suhu = temperature; Serial.println("Suhu sekarang adalah : "); Serial.println((long)temperature); if (suhu > 30) { // Jika lebih besar dari 30 derajat digitalWrite(redLight,HIGH); digitalWrite(yellowLight,LOW); digitalWrite(greenLight,LOW); } if (suhu >=27 || suhu <= 30) { // Jika suhunya antara 27-30 derajat digitalWrite(yellowLight,HIGH); digitalWrite(greenLight,LOW); digitalWrite(redLight,LOW); } if (suhu < 27) { // Jika suhunya kurang dari 27 derajat digitalWrite(greenLight,HIGH); digitalWrite(redLight,LOW); digitalWrite(yellowLight,LOW); } } delay(5000); } Catatan: ---------------------------- Jika menggunakan IF - ELSE if (suhu > 24) //

{ } if (suhu == 26) // ‘sama dengan’ ditulis dengan simbul == . Tidak sama dengan, simbulnya != { } if (suhu != 24 || suhu !=26) // simbul || artinya OR, sedangkan simbul && artinya AND { } -------------------------- Jika menggunakan SWICH - CASE switch (suhu) { case 24 : // Jika suhunya 24 derajat ………. break; case 26 : // Jika suhunya 23 derajat ………. break; default : // jika suhunya selain 23 dan 24 derajat ………. } 3. Amati yang terjadi

Switch on/off a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami analog input arduino 2. Mahasiswa dapat membangun switch on/off dengan arduino b. Teori dasar Switch Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian – bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open).

Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfungsi sebagai start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri – industri. Push button dibedakan menjadi beberapa tipe, yaitu: (a)Tipe Normally Open (NO) Tombol ini disebut juga dengan tombol start karena kontak akan menutup bila ditekan dan kembali terbuka bila dilepaskan. Bila tombol ditekan maka kontak bergerak akan menyentuh kontak tetap sehingga arus listrik akan mengalir.

(b)Tipe Normally Close (NC) Tombol ini disebut juga dengan tombol stop karena kontak akan membuka bila ditekan dan kembali tertutup bila dilepaskan. Kontak bergerak akan lepas dari kontak tetap sehingga arus listrik akan terputus.

(c)Tipe NC dan NO Tipe ini kontak memiliki 4 buah terminal baut, sehingga bila tombol tidak ditekan maka sepasang kontak akan NC dan kontak lain akan NO, bila tombol ditekan maka kontak tertutup akan membuka dan kontak yang membuka akan tertutup

c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. Led 4. Resirtor 220 Ω ½ watt 5. Resistor 10 k Ω 6. Push button switch 7. Kabel Jumper d. Prosedur percobaan : 1. Hubungkan push button switch dan led dengan arduino seperti rangkaian berikut :

2. Upload program berikut : Sketch :

a. Program push button Switch untuk tombol Bell pintu int buttonPin = 7; int ledPin = 13;

// pin signal modul Switch dihubungkan ke pin 7 Arduino // nomor pin LED internal Arduino

int buttonState = 0; // nama variable status switch void setup() { pinMode(buttonPin, INPUT); // tombol tekan (push button) sebagai input: pinMode(ledPin, OUTPUT); // LED pin sebagai output: Serial.begin(9600);

// untuk membaca data pada serial port di layar monitor

} void loop() { buttonState = digitalRead(buttonPin); // membaca nilai tombol tekan (sensor digital) Serial.println(sensorValue); // menulis nilai sensor di layar monitor if (buttonState == HIGH) // check apakah tombol pushbutton ditekan { digitalWrite(ledPin, HIGH);

// nyalakan LED (on)

} else { digitalWrite(ledPin, LOW); // matikan LED ( off) } } b.

Program toogle Switch On - Switch Off

int buttonPin = 7; // the pin that the pushbutton is attached to int ledPi n = 13; // the pin that the LED is attached to int buttonState = 0;

// current state of the button

int lastButtonState = 0;

// previous state of the button

int buttonPushCounter = 0; // counter for the number of button presses void setup() { pinMode(buttonPin, INPUT);

pinMode(ledPin, OUTPUT); } void loop() { buttonState = digitalRead(buttonPin); // membaca nilai tombol tekan (sensor digital) if (buttonState != lastButtonState) { // jika nilai sekarang tidak sama dengan nilai terakhir if (buttonState == HIGH) { buttonPushCounter++; } } lastButtonState = buttonState; if (buttonPushCounter % 2 == 0) { digitalWrite(ledPin, HIGH); } else { digitalWrite(ledPin, LOW); } }

Sensor Cahaya a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja LDR (light dependent Resistor) 2. Mahasiswa dapat membangun switch dengan LDR b. Teori dasar Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat/berfungsi mengubah suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran elektrik. Sensor cahaya berdasarkan perubahan elektrik yang dihasilkan dibagi menjadi 2 jenis yaitu :  Photovoltaic : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahaya) menjadi perubahan tegangan. Salah satu sensor cahaya jenis photovoltaic adalah solar cell.

 Photoconductive : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahay) menjadi perubahan nilai konduktansi (dalam hal ini nilai resistansi). Contoh sensor cahaya jenis photoconductive adalah LDR, Photo Diode,Photo Transistor.

Solar Cell

Solar cell merupakan jenis sensor cahaya photovoltaic, solar cell dapat mengubah cahaya yang diterima menjadi tegangan. Apabiola solar cell menerima pancaran cahaya maka pada kedua kaki solar cell akan muncul tegangan DC sebesar 0,5 Vdc sampai 0,6 Vdc untuk tiap cell. Aplikasi solar cell yang paling sering kita jumpai adalah pada calculator. LDR (Light Dependent Resistor)

LDR (Light Dependent Resistor) adalah sensor cahaya yang dapat mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi besaran konduktansi. Apabila LDR (Light Dependent Resistor) menerima cahaya maka nilai konduktansi antara kedua kakinya akan meningkat (resistansi turun). Semakin besar cahaya yang diterima maka semakin tinggi nilai konduktansinya (nilai resistansinya semakin rendah). Aplikasi LDR salah satunya pada lampu penerangan jalan yang akan menyala otomatis pada saat cahaya matahari mulai redup.

Photo Diode

Photo diode adalah sensor cahaya yang mengadopsi prinsip dioda, yaotu hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. Sama seperti LDR, photo diode juaga akan mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada kedua kakinya, semakin besar cahaya yang diterima semakin tinggi juga nilai konduktansinya dan sebaliknya. Pada photo diode walaupun nilai konduktansi tinggi (resistansi rendah) tetapi arus listrik hanya dapat dialirkan satu arah saja dari kaki Anoda ke kaki Katoda.

Photo Transistor

Photo transistor adalah sensor cahaya yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran konduktansi. Photo transistor prinsip kerjanya sama halnya dengan transistor pada umum, fungsi bias tegangan basis pada transistor biasa digantikan dengan besaran cahaya yang diterima photo transistor. Pada saat photo transistor menerima cahaya maka nilai konduktansi kaki kolektor dan emitor akan naik (resistansi kaki kolektor-emitor turun). c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. LDR 4. Resirtor 10 kΩ ½ watt c. Prosedur percobaan : 1. Dengan sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor), Lampu akan otomatis menyala (On) jika sensor tidak terkena cahaya (gelap). Sebaliknya, lampu akan mati (Off ) apabila sensor terkena cahaya terang. Hubungkan LDR ke pin analog 0 dan LED di pin digital 13 seperti gambar berikut.

2. Upload program berikut : Sketch: // Program Lampu otomatis gelap/terang Int sensorPin = 0; Int ledPin = 13;

// pin signal LDR dihubungkan ke Port Analog 0 Arduino // pin untuk LED

int sensorValue = 0; // variable nilai yg dihasilkan sensor void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT);

Serial.begin(9600); // untuk membaca data pada serial port di layar monitor } void loop() { sensorValue = analogRead(sensorPin);

// membaca nilai dari sensor:

Serial.println(sensorValue); // menulis nilai sensor di layar monitor if (sensorValue <= 500 ) // tentukan batas intensitas cahaya 0 - 1024 { digitalWrite(ledPin, HIGH);

// menyalakan lampu LED (on)

} else { digitalWrite(ledPin, LOW); // mematikan lampu LED (off) } } Catatan: Pin signal modul LDR (juga keluarga resistor yg lain, misalnya Potensiometer, Thermistor) dihubungkan dengan port Analog Arduino, bukan port digital

Control relay a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja relay 2. Mahasiswa dapat membangun control relay dengan arduino b. Teori dasar Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrol secara elektronik (elektro magnetik). Saklar pada relay akan terjadi perubahan posisi OFF ke ON pada saat diberikan energi elektro magnetik pada armatur relay tersebut. Relay pada dasarnya terdiri dari 2 bagian utama yaitu saklar mekanik dan sistem pembangkit elektromagnetik (induktor inti besi). saklar atau kontaktor relay dikendalikan menggunakan tegangan listrik yang diberikan ke induktor pembangkit magnet untuk menrik armatur tuas saklar atau kontaktor relay. Relay yang ada dipasaran terdapat berbagai bentuk dan ukuran dengan tegangan kerja dan jumalh saklar yang berfariasi, berikut adalah salah satu bentuk relay yang ada dipasaran.

Contoh Relay Elektro Mekanik

Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power supplynya. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah. Bagian utama relay elektro mekanik adalah sebagai berikut.  Kumparan electromagnet  Saklar atau kontaktor  Swing Armatur  Spring (Pegas) Konstruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NC (Normally Close)

Dari konstruksi relai elektro mekanik diatas dapat diuraikan sistem kerja atau proses relay bekerja. Pada saat elektromagnet tidak diberikan sumber tegangan maka tidak ada medan magnet yang menarik armature, sehingga skalar relay tetap terhubung ke terminal NC (Normally Close) seperti terlihat pada gambar konstruksi diatas. Kemudian pada saat elektromagnet diberikan sumber tegangan maka terdapat medan magnet yang menarik armature, sehingga saklar relay terhubung ke terminal NO (Normally Open) seperti terlihat pada gambar dibawah. Konstruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NO (Normally Open)

Relay elektro mekanik memiliki kondisi saklar atau kontaktor dalam 3 posisi. Ketiga posisi saklar atau kontaktor relay ini akan berubah pada saat relay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya. Ketiga posisi saklar relay tersbut adalah :  Posisi Normally Open (NO), yaitu posisi saklar relay yang terhubung ke terminal NO (Normally Open). Kondisi ini akan terjadi pada saat relay mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya.  Posisi Normally Colse (NC), yaitu posisi saklaar relay yang terhubung ke terminal NC (Normally Close). Kondisi ini terjadi pada saat relay tidak mendapat tegangan sumber pada elektromagnetnya.  Posisi Change Over (CO), yaitu kondisi perubahan armatur sakalr relay yang berubah dari posisi NC ke NO atau sebaliknya dari NO ke NC. Kondisi ini terjadi saat sumber tegangan diberikan ke elektromagnet atau saat sumber tegangan diputus dari elektromagnet relay. Relay yang ada dipasaran terdapat bebarapa jenis sesuai dengan desain yang ditentukan oleh produsen relay. Dilihat dari desai saklar relay maka relay dibedakan menjadi :  Single Pole Single Throw (SPST), relay ini memiliki 4 terminal yaitu 2 terminal untuk input kumaparan elektromagnet dan 2 terminal saklar. Relay ini hanya memiliki posisi NO (Normally Open) saja.  Single Pole Double Throw (SPDT), relay ini memiliki 5 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 3 terminal saklar. relay jenis ini memiliki 2 kondisi NO dan NC.  Double Pole Single Throw (DPST), relay jenis ini memiliki 6 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 4 terminal saklar untuk 2 saklar yang masing-masing saklar hanya memilki kondisi NO saja.  Double Pole Double Throw (DPDT), relay jenis ini memiliki 8 terminal yang terdiri dari 2 terminal untuk kumparan elektromagnetik dan 6 terminal untuk 2 saklar dengan 2 kondisi NC dan NO untuk masing-masing saklarnya.

Relay dapat digunakan untuk mengontrol motor AC dengan rangkaian kontrol DC atau beban lain dengan sumber tegangan yang berbeda antara tegangan rangkaian kontrol dan tegangan beban. Diantara aplikasi relay yang dapat ditemui diantaranya adalah :  Relay sebagai kontrol ON/OF beban dengan sumber tegang berbeda.  Relay sebagai selektor atau pemilih hubungan.  Relay sebagai eksekutor rangkaian delay (tunda)  Relay sebagai protektor atau pemutus arus pada kondisi tertentu. c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. Relay 5 vdc 4. Lampu pijar + fitting 5. Kabel jumper d. Prosedur percobaan :. 1. Output dari pembacaan sensor (misalnya sensor garis, suhu, cahaya, warna, remote control, gerak, jarak), dapat dihubungkan dengan relay yang berfungsi sebagai switch / tombol ON/OFF berbagai peralatan listrik. Skemanya adalah sebagai berikut:

Pin vcc dihubungkan ke pin digital 3 2. Upload program berikut : Sketch: int relay1 = 3; // pin 3 Arduino dihubungkan dengan pin SIGNAL modul Relay void setup() { pinMode(relay1, OUTPUT); // pin 13 sebagai output } void loop()

{ digitalWrite(relay1, HIGH); // led On delay(1000);

// tunggu 1 detik

digitalWrite(relay1, LOW); // led Off delay(1000);

// tunggu 1 detik

} 3. Amati yang terjadi

Pengaturan output PWM a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami sinyal Pulse Width Modulation (PWM) 2. Mahasiswa dapat membangkitkan sinyal PWM dari Arduino b. Teori dasar Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan ratarata yang berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya. Aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo, pengaturan nyala terang LED dan lain sebagainya. Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memiliki frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga 100%).

Pulse Width Modulation (PWM) merupakan salah satu teknik untuk mendapatkan signal analog dari sebuah piranti digital. Sebenarnya Sinyal PWM dapat dibangkitkan dengan banyak

cara, dapat menggunakan metode analog dengan menggunakan rankaian op-amp atau dengan menggunakan metode digital. Dengan metode analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakan metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu sendiri. Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut. Misalkan suatu PWM memiliki resolusi 8 bit berarti PWM ini memiliki variasi perubahan nilai sebanyak 28 = 256 variasi mulai dari 0 – 255 perubahan nilai yang mewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran PWM tersebut.

Dengan cara mengatur lebar pulsa “on” dan “off” dalam satu perioda gelombang melalui pemberian besar sinyal referensi output dari suatu PWM akan didapat duty cycle yang diinginkan. Duty cycle dari PWM dapat dinyatakan sebagai:

DutyCycle=tON/(tON+tOFF)x100%

Duty cycle 100% berarti sinyal tegangan pengatur motor dilewatkan seluruhnya. Jika tegangan catu 100V, maka motor akan mendapat tegangan 100V. pada duty cycle 50%, tegangan pada motor hanya akan diberikan 50% dari total tegangan yang ada, begitu seterusnya. Untuk melakukan perhitungan pengontrolan tegangan output motor dengan metode PWM cukup sederhana sebagaimana dapat dilihat pada ilustrasi gambar di bawah ini.

Dengan menghitung duty cycle yang diberikan, akan didapat tegangan output yang dihasilkan. Sesuai dengan rumus yang telah dijelaskan pada gambar.

Average Voltage = (a/a+b)xVfull

Average voltage merupakan tegangan output pada motor yang dikontrol oleh sinyal PWM. a adalah nilai duty cycle saat kondisi sinyal “on”. b adalah nilai duty cycle saat kondisi sinyal “off”. Vfull adalah tegangan maksimum pada motor. Dengan menggunakan rumus diatas, maka akan didapatkan tegangan output sesuai dengan sinyal kontrol PWM yang dibangkitkan.

c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. LED 4. Resirtor 220 Ω ½ watt 5. Kabel jumper d. Prosedur percobaan : 1. PWM adalah singkatan dari Pulse With Modulation, yang fungsinya untuk mengatur besaran output digital dalam range tertentu ( 0 – 255 ). Konsep PWM ini banyak diimplementasikan untuk pengaturan kecepatan motor, besaran intensitas cahaya, dan keperluan lainnya.Arduino memiliki 6 pin PWM, yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Oleh karena itu, motor ataupun lampu yang akan dikontrol harus dihubungkan dengan pin PWM tersebut. Hubungkan resistor dan led pada pin pwm (pin 9) seperti gambar berikut.

2. Upload program berikut : Sketch: // Program pengaturan intensitas cahaya int ledPin = 9; // PWM pin for the LED void setup() {} // no setup needed void loop() {

for (int i=0; i<=255; i++)

// ascending value for i

{ analogWrite(ledPin, i); // sets brightess level to i delay(100); // pauses for 100ms } for (int i=255; i>=0; i--) // descending value for i { analogWrite(ledPin, i); // sets brightess level to i delay(100); // pauses for 100ms } } Catatan: for (int i=0; i<=255; i++) = naik +1 secara berulang . for (int i=0; i<=255; i+=5) = naik +5 secara berulang

3. Cobalah memodifikasi program diatas dengan menggunakan 2 LED : // dual fade int redPin = 9; // Red LED connected to digital pin 9 int yellowPin = 10; // Yellow LED connected to digit al pin 10 void setup() { // nothing happens in setup } void loop() { // fade in from min to max in increments of 5 points: for(int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue +=5) { // sets the value (range from 0 to 255): analogWrite(redPin, fadeValue); analogWrite(yellowPin, (255 - fadeValue)); // wait for 30 milliseconds to see the dimming effect

delay(30); } // fade out from max to min in increments of 5 points: for(int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -=5) { // sets the value (range from 0 to 255): analogWrite(redPin, fadeValue); analogWrite(yellowPin, (255 - fadeValue)); // wait for 30 milliseconds to see the dimming effect delay(30); } } 4. Amati yang terjadi

BAB III KONTROL MOTOR DC H – Bridge motor driver a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja motor DC 2. Mahasiswa dapat mengontrol motor DC dengan arduino b. Teori dasar Motor DC 1. Overview Motor DC

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut,

motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Sebuah motor DC terdiri dari komponen statis atau disebut stator dan komponen yang berputar pada sumbunya yang disebut rotor. Berdasarkan tipe mesinnya, baik stator maupun rotor mengandung konduktor untuk mengalirkan arus listrik yang berbentuk lilitan. Biasanya stator dan rotor dibuat dari besi untuk meperkuat medan magnet. Skema dari sebuah motor DC ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Salah satu kesulitan dari motor DC adalah hampir seluruh peralatan elektronik bekerja dengan arus AC. Jika hanya terdapat arus AC sementara kita perlu menjalankan motor DC, kita harus menggunakan converter yang akan merubah arus AC menjadi arus DC. Losses, Power Ratings, and Efficiency

Gambar diatas menggambarkan aliran daya dari sumber listrik tiga fasa melalui sebuah motor induksi ke beban mekanik seperti pompa. Pada hal ini terjadi kehilangan energi yang terkonversi menjadi panas yang disebabkan oleh tahanan lilitan, histeresis, dan eddy current. Daya yang hilang juga bisa diakibatkan oleh gesekan dan pengaruh angin dalam motor.

Daya input yang disediakan oleh sumber listrik tiga fasa dihitung berdasarkan persamaan

Dimana Vrms adalah nilai rata-rata dari tegangan, Irms adalah nilai rata-rata dari arus dan cos θ adalah power factor. Sedangkan daya output mekaniknya adalah Pout = Tout. ωm Dimana Tout adalah torque putput dan ωm adalah kecepatan sudut dari beban (rad/s) Efisiensi dari motor dihitung dengan rumus

Motor listrik yang didesain dengan baik mempunyai efisiensi sekitar 85 – 95%. Torque-Speed Characteristics Misalkan sebuah sistem dengan motor induksi tiga fasa membawa beban sebuah pompa. Momen yang dibutuhkan untuk membawa beban tersbut juga diketahui. Anggap sistem tersebut pada awalnya mati kemudian saklar ditutup, akan terjadi hubungan antara sumber listrik dengan motor. Pada kecepatan yang rendah, momen yang dihasilkan oleh motor lebih besar dari yang dibutuhkan oleh beban. Kelebihan momen ini menyebabkan sistem berakselerasi. Pada akhirnya, kecepatan tersebut membuat stabil kelebihan ini sehingga momen yang dihasilkan oleh motor besarnya sama dengan momen yang dibutuhkan untuk membawa beban. Pengatur Kecepatan Berdasarkan

karakteristik

momen

dan

kecepatan,

sebuah

motor

dapat

memperlambat kejanya saat momen yang dibutuhkan oleh beban bertambah. Pengatur kecepatan ini didefinisikan sebagai perbedaan antara kecepatan saat tidak ada beban dengan kecepatan pada saat beban puncak, diekspresikan dalam bentuk persentase terhadap kecepatan pada saat beban puncak.

Karakteristik Operasi Synchronous-Motor Kecepatan operasi pada sebuah synchronous motor adalah konstan dan dihitung dengan rumus

dimana ω adalah sudut dari sumber AC dan P adalah jumlah kutub magnet yang dimiliki oleh mesin tersebut. Dalam satuan rpm, rumusnya menjadi

Karakteristik Operasi Motor Induksi Motor induksi memiliki momen awal yang cukup baik. Pada keadaan normal, kecepatan dari motor induksi hanya kurang sedikit daripada motor synchronous speed. Sebagai contoh, pada keadaan dengan beban, motor induksi dengan 4 kutub magnet bekerja pada 1750 rpm, dan pada saat tidak ada beban kecepatannya melebihi 1800 rpm. Pada proses penyalaan, arus yang diambil dari motor induksi dapat lebih besar beberapa kali dari arus pada keadaan full beban. Untuk mencegah kelebihan arus, motor induksi biasanya dinyalakan dengan tegangan yang diperkecil. Seperti yang diharapkan, momen yang dihasilkan oleh sebuah motor bergantung pada tegangan yang dipakai. Pada kecepatan tertentu, momen dari sebuah motor induksi sebanding dengan kuadrat dari besar tegangan yang diberikan pada dinamo. Ketika menyalakan motor pada kondisi setengah tegangan seharusnya, momen yang dihasilkan hanya sekitar seperempat dari nilai yang sebenarnya. Karakteristik Operasi Motor DC Shunt-Connected Motor DC terdiri dari medan lilitan pada stator dan lilitan kumparan dinamo pada rotor. Karakteristik kecepatan-momen cukup berbeda pada saat dihubungkan secara paralel (shunt). Karakteristik kecepatan-momen pada Motor DC yang terhubung paralel memiliki momen awal yang sangat besar dan membutuhkan arus awal yang sangat besar pula.

Biasanya, sebuah tahanan dipasangkan secara seri dengan kumparan dinamo pada saat penyalaan untuk membatasi arus yang timbul berada pada batas yang wajar. Untuk supply tegangan yang tetap dan arus yang tetap, mesin DC yang terhubung paralel hanya menunjukkan variasi kecepatan yang kecil disekitar jangkauan kerja normalnya. Karakteristik Operasi Motor DC Series-Connected Motor DC yang terhubung seri memiliki momen dan arus awal yang cukup rumit. Kecepatannya secara otomatis menyesuaikan terhadap jangkauan yang besar ketika momen beban nilainya berubah-ubah. Karena motor ini memperlambat beban yang lebih besar, daya output yang dihasilkan cenderung konstan daripada motor tipe lainnya. Hal ini merupakan kelebihan dari motor ini karena motor ini dapat beroperasi disekitar power rating maksimum untuk variasi yang besar dari momen beban. Pada beberapa kasus, kecepatan pada saat tidak ada beban dari motor DC seri dapat berlebih hingga mencapai titik yang berbahaya. Sebuah sistem kontrol yang memutuskan motor dari sumber listrik dibutuhkan jika terdapat kemungkinan kehilangan beban mekanik (beban rusak). 2. Prinsip Kerja Motor DC

Prinsip kerja motor DC sangat mirip dengan mesin linier sederhana. Gambar dibawah ini menunjukkan rangkaian motor DC.

Sumber tegangan DC VT dihubungkan dengan resistansi RA dan sebuah saklar yang tertutup pada t=0 pada sepasang rel konduksi. Sebuah batang konduksi bergeser pada rel ini. Dengan asumsi rel dan batang tidak memiliki resistansi, terbentuk medan magnet yang mengarah ke dalam bidang gambar, tegak lurus dengan bidang rel dan batang. Misalkan batang tersebut tidak bergerak ketika saklar ditutup pada t=0. Sesaat setelah saklar ditutup, timbul arus iA yang mengalir searah jarum jam mengelilingi rangkaian. Gaya listrik yang dihasilkan pada batang adalah

Arah gaya ini adalah ke kanan. Gaya ini menyebabkan batang bergerak ke kanan. Karena batang meiliki kecepatan u meotong garis-garis medan magnet, terbentuk tegangan induksi di sepanjang batang. Tegangan ini besarnya positif pada ujung atas batang dan dinyatakan dengan persamaan

Rangkaian ekivalen untuk sistem ini ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Perlu diperhatikan bahwa tegangan induksi eA berlawanan arah dengan tegangan VT. Arus yang dihasilkan akibat pengaruh tegangan induksi ini adalah

Dengan terbentuknya kecepatan pada batang, energi diserap melalui tegangan induksi eA, dan energi ini ditunjukkan sebagai energi kinetik pada batang. Pengoperasian sebagai Motor Misalkan beban mekanik yang melawan gaya ke arah kiri dihubungkan dengan batang tersebut. Batang ini akan melambat perlahan-lahan menghasilkan penurunan tegangan induksi. Arus yang mengalir searah karum jam menghasilkan gaya induksi magnetik yang mengarah ke kanan. Pada saat batang melambat sehingga gaya magnetik yang timbul bernilai sama dengan gaya dari beban, sistem motor tersebut bekerja pada kecepatan yang konstan. Pada keadaan ini, daya yang diberikan oleh tegangan VT sebagian dikonversi menjadi panas pada resistansi RA dan sebagian lagi menjadi daya mekanik. Pengoperasian sebagai Generator Misalkan batang tersebut bergerak pada kecepatan konstan sehingga eA = VT dan arusnya nol. Kemudian jika sebuah gaya diberikan pada batang agar bergerak semakin cepat, maka kecepatannya akan bertambah dan tegangan induksi eA akan melebihi sumber VT dan arus akan berbalik arah menjadi berlawanan dengan jarum jam. Keadaan ini ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Karena arus berlawanan arah, maka gaya induksinya juga akan menjadi ikut melawan arah semula yaitu mengarah ke kiri. Tegangan induksi ini akan memberikan daya sebesar ke resistansi dan beterai. Dengan demikian, energi mekanik dikonversi menjadi energi listrik yang menimbulkan rugi-rugi (panas) pada resistansi atau disimpan sebagai energi kimia pada baterai. Pada umumnya rotor silinder yang mengandung banyak konduktor digunakan untuk menghasilkan gaya yang lebih besar dengan desain yang minimal. 3.

Jenis-Jenis Motor DC

Motor DC Shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo. Karakter kecepatan motor DC tipe shunt adalah : Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin. Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah). Motor DC Seri

Motor DC Tipe Seri Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Karakter kecepatan dari motor DC tipe seri adalah : Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.

Motor DC Gabungan/Kombinasi Motor DC Tipe Kompon/Gabungan Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A). Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Karakter dari motor DC tipe kompon/gabungan ini adalah, makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Driver motor Driver motor DC dalam artikel ini adalah driver motor DC tipe H-Bridge menggunakan power driver berupa transistor. Rangkaian driver motor DC H-Bridge transistor ini dapat mengendalikan arah putaran motor DC dalam 2 arah dan dapat dikontrol dengan metode PWM (pulse Width Modulation) maupun metode sinyal logika dasar TTL (High) dan (Low). Untuk pengendalian motor DC dengan metode PWM maka dengan rangkaian driver motor

DC ini kecepatan putaran motor DC dapat dikendalikan dengan baik. Apabila menggunakan metode logika TTL 0 dan 1 maka rangkaian ini hanya dapat mengendalikan arah putaran motor DC saja dengan kecepatan putaran motor DC maksimum. Rangkaian driver motor DC H-Bridge ini menggunakan rangkaian jembatan transistor 4 unit dengan protesi impuls tegangan induksi motor DC berupa dioda yang dipasang paralel dengan masing-masing transistor secara reverse bias. Rangkaian driver motor DC secara detil dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Transistor

Proses mengendalikan motor DC menggunakan rangkaian driver motor DC H-Bridge diatas dapat diuraikan dalam beberapa bagian sebagai berikut : Driver Motor DC dengan metode logika TTL (0 dan 1) atau High dan Low hanya dapat mengendalikan arah putar motor DC dalam 2 arah tanpa pengendalian kecepatan putaran (kepatan maksimum). untuk mengendalikan motor DC dalam 2 arah dengan rangkaian driver motor dc h-bridge diatas konfiguarasi kontrol pada jalur input adalah dengan memberikan input berupa logika TTL ke jalur input A dan B.  Untuk mengendalikan arah putar searah jarum jam adalah dengan memberikan logika TTL 1 (high) pada jalur input A dan logika TTL 0 (low) pada jalur input B.  Untuk mengendalikan arah putar berlawanan arah jarum jam adalah dengan memberikan logika TTL 1 (high) pada jalur input B dan logika TTL 0 (low) pada jalur input A.

Driver motor DC dengan metode PWM (Pulse Width Modulation) dapat mengendalikan arah putaran motor DC dan kecepatan motor DC menggunakan pulsa PWM yang diberikan ke jalur input A dan B, dimana konfigurasi sinyal kontrol sebagai berikut.  Untuk mengendalikan arah putar motor DC searah jarum jam dengan kecepatan dikendalikan pulsa PWM maka jalur input B selalu diberikan logikan TTL 0 (Low) dan jalur input A diberikan pulsa PWM.  Untuk mengendalikan arah putar motor DC berlawanan arah jarum jam dengan kecepatan dikendalikan pulsa PWM maka jalur input A selalu diberikan logikan TTL 0 (Low) dan jalur input B diberikan pulsa PWM. Kecepatan putaran motor DC dikendalikan oleh persentasi ton-duty cycle pulsa PWM yang diberikan ke jalur input rangkaian driver motor DC h-bridge transistor diatas. c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. Driver motor dc 4. Motor dc d. Prosedur percobaan : 1. Motor DC, misalnya motor Tamiya, tidak dapat langsung dihubungkan dengan output Mikrokontroler, karena arusnya terlalu kecil. Untuk itu diperlukan rangkaian H-bridge sebagai penguat arus sekaligus pengendali kecepatan motor dan arah putaran motor DC.  Rangkai modul H-Bridge, bodi Robot mobil (dengan 2 DC motor Tamiya) dan sumber tenaganya  Dengan bantuan sensor, misalnya sensor jarak, kita dapat membuat Robot Line tracer, Obstacle Avoider, light sensing, dll.  Program berikut ini adalah untuk menggerakkan Robot maju full speed dan mundur half speed.

2. Upload program berikut Sketch: int transistorPin = 9; // dari digital pin 9 ke pin signal PWM kiri (menggerkkan motor) int transistorPin2 = 11; // dari digital pin 11 ke pin signal PWM kanan (menggerkkan motor) int relayPin = 7; // dari digital pin 7 ke pin signal relay kiri (membalik putaran motor)

int relayPin2 = 5; // dari digital pin 5 ke pin signal relay kanan (membalik putaran motor) void setup() { // set the transistor pin as an output pinMode(transistorPin, OUTPUT); pinMode(transistorPin2, OUTPUT); // set the relay pin as an output pinMode(relayPin, OUTPUT); pinMode(relayPin2, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(7, LOW); // relay1 off - MAJU digitalWrite(5, LOW); // relay2 off - MAJU analogWrite(9, 255); // motor 1 on, full speed - (nilai 0-255) analogWrite(11, 255); // motor 2 on, full speed - (nilai 0-255) delay(3000); analogWrite(9, 0); // motor 1 off analogWrite(11, 0); // motor 2 off delay(3000); digitalWrite(7, HIGH); // relay1 on - MUNDUR digitalWrite(5, HIGH); // relay2 on - MUNDUR analogWrite(9, 125); // motor 1 on, half speed - (nilai 0-255) analogWrite(11, 125); // motor 2 on, half speed - (nilai 0-255) delay(3000); analogWrite(9, 0); // motor 1 off analogWrite(11, 0); // motor 2 off delay(3000); } 3. Amati yang terjadi

Motor Servo a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja motor servo

2. Mahasiswa dapat mengontrol motor servo dengan arduino b. Teori dasar Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo.

Contoh Motor Servo Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo. Konstruksi Motor Servo

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Jenis Motor Servo  Motor Servo Standar 180° Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.  Motor Servo Continuous Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu). Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.

Pulsa Kendali Motor Servo

Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut. c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. Potensiometer 4. Motor servo d. Prosedur percobaan :

1. Hubungkan motor servo dengan arduino seperti gambar berikut :

2. Upload program berikut : Sketch : #include <Servo.h> Servo servo1; int val; void setup() { servo1.attach(2); } void loop() { val = analogRead(0); val = map(val, 0, 1023, 0, 179); servo1.write(val); delay(15); } 3. Amati yang terjadi

Motor Stepper a. Tujuan Percobaan : 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja motor stepper 2. Mahasiswa dapat mengontrol motor stepper dengan arduino b. Teori dasar Motor Stepper Motor Stepper adalah suatu motor listrik yang dapat mengubah pulsa listrik yang diberikan menjadi gerakan motor discret (terputus) yang disebut step (langkah). Satu putaran motor memerlukan 360° dengan jumlah langkah yang tertentu perderajatnya. Ukuran kerja dari motor stepper biasanya diberikan dalam jumlah langkah per-putaran per-detik. Contoh Motor Stepper

Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik. Pada dasar-nya terdapat 3 tipe motor stepper yaitu: Motor Stepper Tipe Variable Reluctance (VR) Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan jenis motor yang secara struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini terdiri atas sebuah rotor besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator diberi energi dengan arus DC, kutubkutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi ketika gigi-gigi rotor tertarik oleh kutubkutub stator. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR): Gambar penampang melintang motor stepper variable reluctance (VR)

Motor Stepper Tipe Permanent Magnet (PM) Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bundar (tin can) yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-seling dengan kutub yang berlawanan. Dengan adanya magnet permanen, maka intensitas fluks magnet dalam motor ini akan meningkat sehingga dapat menghasilkan torsi yang lebih besar. Motor jenis ini biasanya memiliki resolusi langkah (step) yang rendah yaitu antara 7,5° hingga 15° per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet: Gambar ilustrasi motor stepper permanent magnet (PM)

Motor Stepper Tipe Hybrid (HB) Motor stepper tipe hibrid memiliki struktur yang merupakan kombinasi dari kedua tipe motor stepper sebelumnya. Motor stepper tipe hibrid memiliki gerigi seperti pada motor tipe VR dan juga memiliki magnet permanen yang tersusun secara aksial pada batang porosnya seperti motor tipe PM. Motor tipe ini paling banyak digunkan dalam berbagai aplikasi karena kinerja lebih baik. Motor tipe hibrid dapat menghasilkan resolusi langkah yang tinggi yaitu antara 3,6° hingga 0,9° per langkah atau 100-400 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper tipe hibrid:

Gambar penampang melintang

motor stepper hibrid Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendali motor stepper, motor stepper dapat dibagi menjadi jenis unipolar dan bipolar. Motor Stepper Jenis Unipolar Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena hanya memerlukan satu switch / transistor setiap lilitannya. Untuk menjalankan dan menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan pulsa digital yang hanya terdiri atas tegangan positif dan nol (ground) pada salah satu terminal lilitan (wound) motor sementara terminal lainnya dicatu dengan tegangan positif konstan (VM) pada bagian tengah (center tap) dari lilitan. Ilustrasi Motor stepper dengan lilitan unipolar

Motor Stepper Jenis Bipolar Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal lilitan (A & B) harus dihubungkan dengan sinyal yang mengayun dari positif ke negatif dan sebaliknya. Karena itu dibutuhkan rangkaian pengendali yang agak lebih kompleks daripada rangkaian pengendali untuk motor

unipolar. Motor stepper bipolar memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor stepper unipolar dalam hal torsi yang lebih besar untuk ukuran yang sama. Ilustrasi Motor stepper dengan lilitan bipolar

Motor stepper memiliki karakter yang lebih dibanding motor DC seperti berikut : Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa input sehingga lebih mudah diatur.  Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak  Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi  Memiliki respon yang sangat baik terhadap start, stop dan berbalik perputaran  Sangat realibel karena tidak adanya brush yang bersentuhan dengan rotor seperti pada motor DC  Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel langsung ke porosnya  Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range yang luas.

IC Driver motor IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.

Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D

Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D  Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.  Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC  Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC  Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.  Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil. Feature Driver Motor DC IC L293D Driver motor DC IC L293D memiliki feature yang lengkap untuk sebuah driver motor DC sehingga dapat diaplikasikan dalam beberapa teknik driver motor DC dan dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa jenis motor DC. Feature yang dimiliki driver motor DC IC L293D sesuai dengan datasheet adlah sebagai berikut :  Wide Supply-Voltage Range: 4.5 V to 36 V  Separate Input-Logic Supply  Internal ESD Protection  Thermal Shutdown  High-Noise-Immunity Inputs  Functionally Similar to SGS L293 and SGS L293D  Output Current 1 A Per Channel (600 mA for L293D)  Peak Output Current 2 A Per Channel (1.2 A for L293D)

 Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D) Rangkaian Aplikasi Driver Motor DC IC L293D

Pada gambar driver IC L293D diatas adalah contoh aplikasi dari keempat unit driver motor DC yang dihubungkan secar berbeda sesuai dengan keinginan dan kebutuhan. c. Alat dan bahan : 1. Board Arduino + Kabel 2. Breadboard 3. Driver Motor Stepper 4. Motor Stepper 5. Kabel jumper d. Prosedur percobaan : 1. Hubungkan motor, IC driver dan arduino seperti gambar berikut :

2. Upload program berikut : Sketch : // Motor stepper half step void setup(){ pinMode(8,OUTPUT); pinMode(9, OUTPUT); pinMode(10, OUTPUT); pinMode(11, OUTPUT); } void loop(){ digitalWrite(8,1); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,0); delay(50); digitalWrite(8,1); digitalWrite(9,1); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,0); delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,1); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,0); delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,1); digitalWrite(10,1); digitalWrite(11,0);

delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,1); digitalWrite(11,0); delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,1); digitalWrite(11,1); delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,1); delay(50); digitalWrite(8,1); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,1); delay(50); } // Motor stepper full step void setup(){ pinMode(8,OUTPUT); pinMode(9, OUTPUT); pinMode(10, OUTPUT); pinMode(11, OUTPUT); }

void loop(){ digitalWrite(8,1); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,0); delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,1); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,0); delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,1); digitalWrite(11,0); delay(50); digitalWrite(8,0); digitalWrite(9,0); digitalWrite(10,0); digitalWrite(11,1); delay(50); } 3. Amatilah yang terjadi

DAFTAR PUSTAKA 1) http://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/ 2) http://buzzlikesbags.blogspot.com/2011/11/kenapa-lampu-lalu-lintas-warnanya-merah.html 3) http://www.rangkaianelektronika.org/rangkaian-counter.htm 4) http://elektronika-dasar.web.id/komponen/display-7-segment/ 5) http://www.pengertianahli.com/2014/06/pengertian-termometer-jenis-termometer.html#_ 6) http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-suhu-ic-lm35/ 7) http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/jenis-sensor-cahaya/ 8) http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/teori-relay-elektro-mekanik/ 9) http://depokinstruments.com/2012/06/16/pwm-pulse-width-modulation-pembahasan/ 10) http://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/driver-motor-dc-h-bridge-transistor/ 11) http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/motor-servo/ 12) http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/motor-stepper/ 13) http://elektronika-dasar.web.id/komponen/driver-motor-dc-l293d/