bab ii dasar teori ii.pdfsensor (flow meter) banyak jenisnya antara lain ultrasonic flow meter,...
TRANSCRIPT
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Ethanol
Ethanol yang kita kenal dengan sebutan alkohol adalah hasil fermentasi
dari tetes tebu. Dari proses fermentasi akan menghasilkan ethanol dengan kadar
11 – 12 %. Dan untuk menghasilkan ethanol dengan kadar yang tinggi
diperlukanlah proses destilasi atau penyulingan. Aplikasi produk dari ethanol
antara lain pada minuman, kosmetik, produk farmasi, bahan-bahan pelarut dan
lain-lain.
2.2 Mikrokontroler ATMEGA32
Mikrokontroler ATMEGA32 mempunyai kapasitas memori program
besar, SRAM internal besar, EEPROM, dan kemampuan khusus. Mikrokontroler
ATMEGA32 adalah sebuah mikrokontroler 8-bit AVR yang rendah dalam
penggunaan daya dan memiliki performa kerja yang tinggi. ATMEGA32
mempunyai kapasitas 32 kilobit memori program, 1024 bit EEPROM, dan 2
kilobit SRAM internal. Kemampuan khusus dari ATMEGA32, yaitu mempunyai
2 timer-8 bit, 1 timer 16-bit, Real Time Counter dengan osilator yang terpisah, 8
kanal ADC 10-bit, TW1, USART, SPI, Watchdog Timer, analog comparator, dan
sleep mode. ATMEGA32 membutuhkan sumber tegangan yang berkisar antara 4,5
hingga 5,5 V untuk menjalankan fungsinya. Kristal yang dapat digunakan pada
ATMEGA32 berkisar antara 0-16 MHz. Konfigurasi pin ATMEGA32 disajikan
pada Gambar 2.1.
5
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin ATMEGA32
Dari Gambar 2.1. dapat dijelaskan cara kerja fungsional masing – masing pin,
yaitu :
VCC merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan elektronika
digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5 V, itulah
sebabnya di PCB kit mikrokontroller selalu ada IC regulator 5V.
GND sebagai pin Ground.
Port.A (PAO..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai
pin masukan ADC.
Port B (PBO..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Tirner/Counter, Komparator analog, dan SPI.
Port C (PCO..PC7) merupakan pin I/0 dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI, komparator analog, dan Timer Osilator.
Port D (PDO..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.
Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller.
XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin masukan clock ekstemal. Suatu
mikrokontroler membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat mengeksekusi
6
instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya, maka semakin
cepat mikrokontroler tersebut.
AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC.
AREF sebagai pin masukan tegangan referensi.
2.3 RTC DS 1307
RTC DS1307 adalah IC serial Real Time Clock (RTC) di mana alamat dan
data ditransmisikan secara serial melalui sebuah jalur data dua arah I2C. Oleh
karena menggunakan jalur data I2C, maka hanya memerlukan dua buah pin saja
untuk sarana komunikasi yaitu pin untuk data dan pin untuk sinyal clock. Real
Time Clock (RTC) berfungsi untuk menyimpan data-data waktu berupa: detik,
menit, jam, tanggal, bulan, dan tahun. RTC yang digunakan dalam pembuatan
penelitian ini adalah RTC tipe DS1307. Gambar Pinout dari RTC DS1307
disajikan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Pinout RTC DS 1307
Catatan waktu (clock) yang dihasilkan berupa informasi: detik, menit, jam,
hari, tanggal, bulan, dan tahun. Saat akhir bulan RTC DS1307 secara otomatis
akan disesuaikan untuk bulan dengan hari kurang dari 31, termasuk juga adanya
penyesuaian untuk tahun. Clock tersebut beroperasi dalam 24 jam atau format 12
jam dengan tambahan adanya AM/PM. Berikut ini adalah fitur-fitur yang terdapat
pada RTC DS1307:
56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan
Antarmuka serial Two-wire (I2C)
Sinyal luaran gelombang-kotak terprogram (Programmable squarewave)
Deteksi otomatis kegagalan-daya (powerfail) dan rangkaian switch
7
Konsumsi daya kurang daripada 500nA menggunakan mode baterai cadangan
dengan operasional osilator
Tersedia fitur industri dengan ketahanan terhadap perubahan suhu dari -40
hingga +85°C.
Untuk mengatur jam dan tanggal digunakan RTC DS1307. IC ini dapat
mengatur jam dan tanggal dengan baik setelah kita beri nilai awal. Jalur
komunikasi yang digunakan adalah I2C (Inter Intregated Circuit ) jalur
komunikasi ini menggunakan 2 jalur yaitu SDA (Serial Data Line) dan SCL
(Serial Clock Line). RTC DS1307 menggunakan baterai cadangan jenis CR2032
dengan tegangan 3.3V, baterai ini digunakan apabila tegangan utama mati maka
DS1307 akan menggunakan sumber tegangan dari CR2032 supaya dapat tetap
bekerja. Supaya dapat bekerja dengan baik DS1307 harus dipasang dengan
osilator eksternal dengan nilai 32,768 KHz dan resistor pull-up pada jalur I2C
(Gambar 2.3).
Gambar 2.3. Skema RTC DS 1307
2.4 Sensor Alir (Flow Meter)
Sensor alir (flow meter) adalah sebuah sensor yang mendeteksi laju aliran
fluida. Seperti pada jenis sensor yang lain tingkat keakurasian sensor sangatlah
penting dan dibutuhkan saat kalibrasi. Sensor (flow meter) banyak jenisnya antara
lain ultrasonic flow meter, glass tube flow meter, turbine flow meter,
elektromagnetic flow meter, dan banyak lagi lainnya. Alat ini menggunakan flow
meter dengan tipe turbine flow meter, yang di dalamnya terdapat turbine atau
impeller yang berputar saat fluid mengalir ke dalam flow meter. Sensor yang
8
digunakan adalah JYQ-2 Oval Gear Diesel Fuel Flow Meter (Gambar 2.4). Ini
merupakan sebuah alat penghitung laju aliran air yang sudah jadi tetapi tidak ada
fitur-fitur yang dibutuhkan pada skripsi, maka dari itu alat ini dibongkar dan
diambil sensornya. Sensor dapat menghitung debit aliran sebesar 120 L/Min dan
mempunyai akurasi sebesar 0,5%. Dengan menggunakan tegangan inputan
sebesar 5 V, sensor ini mempunyai output berupa pulsa.
Gambar 2.4. Sensor Alir (JYQ-2 Oval Gear Diesel Fuel Flow Meter)
2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
Piranti ini merupakan media penyampaian mikrokontroler kepada
pengguna, karena pada piranti ini akan tertampil berbagai informasi yang telah
ditampilkan oleh programmer sehingga pengguna dapat mengetahuinya. Supaya
dapat menyampaikan informasi dengan leluasa penggunaan LCD (Liquid Crystal
Display) karakter dengan ukuran 4 baris dan 20 kolom sudah cukup baik.
Informasi yang ditampilkan cukup jelas dan cukup banyak dengan piranti ini.
Gambar 2.5 adalah LCD karakter 4 baris x 20 kolom dan Tabel 2.1. adalah pin
konfigurasi dari LCD tersebut .
9
Gambar 2.5. LCD (Liquid Crystal Display) Karakter 4 baris x 20 kolom.
Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD 4 baris x 20 kolom.
10
2.6 Recording
Pada bagian recording digunakan SD-MMC Card Data Logger Module.
Modul MMC ini akan merekam debit, jam, tanggal. Apabila mikrokontroler tidak
mendeteksi MMC pada data logger maka proses recording tidak akan berjalan.
Apabila proses recording sudah selesai¸ untuk menghentikan proses tersebut
dilakukan suatu perintah yang berfungsi untuk menutup sebuah file yang telah
terisi oleh data – data seperti debit, jam, tanggal.
Gambar 2.6. SD-MMC Card Data Logger Module.