Home Security Sistem Sederhana dengan Mikrokontroller - Bagian 1

Rumah sebagai tempat tinggal, juga sebagai tempat menyimpan barang-barang berharga.
Adakalanya karena kondisi tertentu, rumah di tinggal, atau ketika tidak dalam pengawasan pemiliknya, menjadi celah bagi tamu tak diundang. Untuk antisipasi, perlu dipasang home security sistem yang terintegrasi oleh kendali mikrokontroler. Layaknya seperti pengaman mobil, yang memiliki alarm dan sensor pendeteksi gangguan.

Merancang sistem sekuriti ada berbagai macam opsi atau pilihan-pilihan sensor. Pada kesempatan kali ini, kita akan bahas, merancang sebuah sistem sekuriti rumah sederhana, yang mudah di buat siapa saja.


Beberapa sensor yang dapat digunakan adalah :

1. Sensor PIR (Passive Infrared Sensor)
Digunakan untuk mendeteksi gerakan mencurigakan. sensor ini bisa ditempatkan di dalam ruangan.
Ketika sistem pengaman dalam keadaan aktif, misal ketika rumah sedang ditinggal, maka gerakan manusia sebagai tamu tak diundang, akan terbaca oleh sensor mendeteksi gerakan tubuh manusia.sensor ini dapat diatur tingkat sensitivitasnya.


2. Limit switch
Dapat dipasang pada daun pintu atau jendela. Ketika sistem pengaman dalam keadaan diaktifkan, perubahan posisi daun pintu atau jendela, yang tadinya dalam kondisi menutup rapat (terkunci) dan berhasil dijebol maling, maka akan terdeteksi oleh limit switch, dan bisa mengaktifkan alarm.


3. LDR
Adalah sensor cahaya, fungsi sensor ini untuk mendeteksi kondisi malam atau siang hari. Fungsinya bisa digunakan untuk menyalakan lampu teras. Karena bisa jadi ada maling yang melihat, lampu teras sebagai indikasi, ada atau tidaknya orang dirumah tersebut.

4. Hall sensor
Adalah sensor magnet tipe linier, sensor ini digunakan sebagai alat untuk mengaktifkan sistem keamanan. Kenapa menggunakan sensor ini, karena kunci yang digunakan untuk mengaktifkan keamanan, dan menonaktifkan sistem keamanan , menggunakan kunci motor, yang terdapat pin magnet. Dimana kunci motor sekarang ini umum menggunakan model kunci tersebut. Hall sensor bisa dibuat 3 atau 4 buah, dengan posisi agar bisa membaca masing-masing magnet yang terpasang pada secure key tersebut
 
Gambar Hall sensor


Gambar secure key shutter sepeda motor


Alat - alat lain yang diperlukan :
1. Arduino nano
Berfungsi sebagai otak program kendali sensor dan menyalakan output misal lampu teras, menyalakan alarm, menyalakan indikator LED.


2. Piezo speaker
Berfungsi sebagai alarm suara. Bisa juga menggunakan bel yang lebih keras. Rangkaian dihubungkan dengan relay.

3. LED dan resistor 220 ohm
Berfungsi sebagai indikator alarm yang aktif, dan indikator sistem sekuriti aktif atau non aktif.

4. Power supply charger HP dan baterai
Berfungsi sebagai power supply yang tidak tergantung dari listrik PLN.


Berikut video implementasi sistem sekuriti rumah sederhana.

Joule Thief - Rangkaian Penaik Tegangan (Bag. 1)

A. Intermezzo
Hukum Alam menyatakan energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, hanya dapat berubah bentuk. Bunyi Hukum itu adalah bunyi hukum thermodinamika 1, atau Energy conservation law, atau hukum kekalan energi. Artinya, tidak mungkin akan muncul energi listrik, tanpa ada sumber energi utamanya.

Joule Thief, seperti banyak orang tahu adalah rangkaian yang dapat menaikan tegangan listrik DC, dari tegangan baterai yang berkisar 1,2 Volt hingga 3,7 Volt, di hubungkan dengan sirkuit JT, tegangan bisa dinaikan 12 Volt bahkan hingga ratusan atau ribuan Volt. Ini sangat menarik, bagaimana caranya kok bisa tegangan bisa dinaikan jauh lebih tinggi dari tegangan baterai. Namun yang perlu di ketahui, daya (watt) atau energi dari baterai tidak akan menjadi lebih besar dari outputnya. Jadi tegangan output bisa naik, tapi daya nya bahkan bisa lebih rendah dari daya baterai. Daya (watt) merupakan kalkulasi dari Tegangan (Volt) dikalikan dengan arus (ampere).

Contoh aplikasi JT, yang diterapkan di produk-produk yang ada dipasaran adalah raket nyamuk, lampu senter, Lampu Hemat Energi/ LHE. dari tegangan baterai yang cukup rendah, bisa dinaikan menjadi sangat tinggi, bahkan listriknya bisa menyengat manusia.

B. Cara Kerja
Prinsip kerja JT, seperti Boost converter, jadi menaikan tegangan dengan mengandalkan switch ON OFF (peran transistor), dan selain itu tentu saja, membutuhkan coil atau induktor.
Berikut contoh skema rangkaian penaik tegangan dari JT.

Elektro Hidrolik pada Turbin Uap - 1

Sistem kontrol elektro hidrolik pada turbin uap, memiliki banyak sekali fungsi.

Diantara fungsi utamanya adalah, turbine speed control , valve control, superheat steam pressure control, mega watt control, inspeksi, proteksi dan test.

Fungsi pertama , speed control, yaitu mengendalikan putara turbin uap pada putaran konstan 3000 rpm, dan juga bisa mengendalikan akselerasi, atau kenaikan kecepatan turbin dari putaran turning gear (putaran rendah) ke putaran nominal 3000 rpm. Atau di target pada tingkatan putaran tertentu dibawah 3000 rpm, untuk proses warming turbin.

Sistem Hidrolik menggunakan minyak hidrolik khusus, tahan api, sehingga sering disebut Fire Resistant Oil System. Tekanan rata-rata minyak hidrolik pada kisaran 14 Mpa. Aliran tekanan tersebut mengatur valve valve hidrolik, seperti Main steam stop valve (MSV), Reheat steam stop Valve (RSV), Control Valve (CV), dan intermediate Control Valve (ICV).

Berikut drawing dari sistem EH oil.

Link video simulator EH oil.

Sistem Hidrolik pada turbin uap

Turbin uap mendapat suply uap , di atur oleh governoor valve. Kecepatan turbin perlu diatur, untuk proses start turbin. pada perkembangan awalnya, kecepatan turbin uap, di atur oleh mekanisme flyball governoor, yang ditunjukan oleh gambar animasi dibawah.

Putaran dari bola , kemudian di gunakan untuk mengatur persentase bukaan katup uap masuk. ketika putaran dari bola yang terhubung ke turbin semakin cepat, maka tuas yang terhubung akan menggerakan katup untuk mengurai suplay uap, sehingga putaran akan turun. pada proses sebaliknya, ketika putaran melambat, akan menggerakan tuas tersebut untuk memperbanyak uap masuk, sehingga hasil akhirnya, putaran turbin akan konstan.

Perkembangan sistem kontrol tersebut menginspirasi terjadinya gerakan revolusi Industri di Inggris dan Eropa. Sekarang ini, sistem kontrol sudah menggunakan kontroller elektronik, yang mempunyai banyak kelebihan yaitu sistem EH (Electro Hydraulic).

Sistem EH oil termasuk sistem yang kompleks, karena terdapat banyak peralatan atau komponen hydraulic. untuk mempermudah menganalisa gambar atau drawing skema dari EH oil sistem, dibawah ini di sertakan video simulasi sebagian dari sistem EH oil.

Klik

Sistem Pneumatik - Menggunakan Aplikasi Festo

Festo Hidrolik & Pneumatik, merupakan program yang termasuk bagus untuk mempelajari sistem hidrolik, pneumatik, dan juga sistem kontrol listrik, seperti ladder program yang digunakan pada sistem PLC.
kelebihan lain dari sistem ini adalah, terdapat perangkat simulator program, yang dapat juga memeriksa bug pada rangkaian yang dibuat.

Sebagai gambaran berikut terdapat contoh sistem pneumatik yang dibuat menggunakan program tersebut, dengan menjalakan program simulator.

Klik

, untuk pengembangan dan update lebih lanjut.

Sistem Hidrolik

Dasar Sistem Hidrolik

Hidrolik berasal dari bahasa Inggris (Hydraulic), yang artinya sistem yang menggunakan media kerja berupa fasa cairan.
Terdapat banyak sekali ilmu terapan dari sistem hidrolik, di sekitar kita. Sistem hidrolik banyak diterapkan pada Dump truk, sistem rem kendaraan, cucian mobil, berbagai macam alat berat. Sistem hidrolik merupakan terapan aplikasi dari penggunaan Hukum Pascal.


Mesin hidrolik, mensupply fluida hidrolik bertekanan ke suatu motor hidrolik atau silinder hidrolik untuk melakukan kerja tertentu. Motor hidrolik menghasilkan gerakan berputar yang dapat digunakan untuk memutar beban berat seperti katrol, rantai, dan lain sebagainya. Silinder hidrolik menghasilkan gerakan maju mundur yang banyak diaplikasikan pada alat-alat berat, gerbang air (pada bendungan misalnya), atau juga untuk katub (valve) yang berukuran besar. Fluida hidrolik dikontrol alirannya oleh control valve dan dialirkan melalui selang atau tubing-tubing hidrolik.

Prinsip Sistem Hidrolik

(Sumber: Wikipedia)

Sistem hidrolik secara sederhana dapat dijelaskan melalui gambar di atas. Gambar pertama menunjukkan bahwa dengan menggunakan sistem hidrolik, diperlukan gaya (F) yang lebih kecil untuk dapat mengangkat gaya yang lebih besar.

F₂ = F₁ • (A₂/A₁)

Sedangkan gambar kedua menjelaskan prinsip penggunaan motor hidrolik pada sebuah katrol. Dan dibutuhkan torsi yang lebih kecil untuk dapat memutar katrol dengan beban yang lebih besar (torsi besar).

T_motor = T_motor • (V_motor/V_pompa)

  
Perhitungan Tenaga Sistem Hidrolik
 

Contoh perhitungan sistem hidrolik.



Sirkuit Hidrolik
Sebuah sistem hidrolik terdiri atas pompa hidrolik, saluran pipa, katub pengatur (control valve), tangki fluida hidrolik, filter, aktuator yang digerakkan (silinder atau motor hidrolik), dan alat lain sebagai pelengkap.

Sirkuit Hidrolik dengan Aktuator Silinder Hidrolik

Gambar di atas menjelaskan sebuah sistem hidrolik yang bekerja untuk menggerakkan silinder hidrolik. Fluida kerja yang terkumpul didalam tangki dipompa oleh pompa hidrolik sehingga memiliki tekanan spesifik tertentu. Fluida mengalir menuju katub solenoid, katub inilah yang mengatur pergerakan silinder hidrolik. Apabila menginginkan posisi silinder memanjang (advance) maka katub solenoid akan menuju ke kiri, sehingga fluida dapat mendorong piston ke arah maju. Apabila katub solenoid diarahkan ke kanan, maka silinder hidrolik akan mundur (retract). Pada saat terjadi pergerakan di silinder, maka ada sebagian fluida hidrolik yang terbuang. Fluida ini kembali ke tangki melalui jalur pipa khusus.

Sirkuit Hidrolik dengan Aktuator Motor Hidrolik

Sistem di atas tidak jauh berbeda dengan sistem hidrolik yang beraktuator silinder. Hanya saja di sini aktuatornya berupa motor hidrolik untuk digunakan tenaga putar nya (torsi). Katub solenoid mengatur arah putaran dari motor hidrolik. Berbeda dengan motor listrik yang lebih rumit apabila dibutuhkan untuk dapat berputar di dua arah, motor hidrolik lebih mudah pengaplikasiannya jika dibutuhkan untuk dapat berputar di dua arah.




Penyusun : S. Mugi Raharjo
Dosen : Ir. Drs. Sakuri Dahlan, M.T

Dasar Sistem Pneumatik

A. Pengertian Umum
Pengertian  pneumatik  dijelaskan  menurut  pengertian  bahasa,  ilmu pengetahuan dan otomasi industri.

Pneumatik  merupakan  teori  atau  pengetahuan  tentang  udara  yang bergerak,  keadaan-keadaan  keseimbangan  udara  dan  syarat-syarat keseimbangan.
Perkataan  pneumatik  berasal  bahasa  Yunani  “  pneuma  “  yang berarti “napas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti  terisi udara  atau digerakkan oleh udara bertekanan.

Pneumatik merupakan cabang teori aliran atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi penelitian aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran,  yang terdiri atas pipa-pipa, selang-selang, gawai dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara bertekanan.
Pneumatik  menggunakan  hukum-hukum  aeromekanika,  yang menentukan  keadaan  keseimbangan  gas  dan  uap  (khususnya  udara  atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika) dan teori aliran (aerodinamika).

Pneumatik  dalam  pelaksanaan  teknik  udara  bertekanan  dalam  industri merupakan  ilmu  pengetahuan  dari  semua  proses  mekanik  dimana  udara memindahkan  suatu  gaya  atau  gerakan.  Jadi  pneumatik  meliputi  semua komponen mesin atau peralatan, dalam mana terjadi proses-proses pneumatik.
Dalam bidang kejuruan teknik pneumatik dalam pengertian yang lebih sempit lagi adalah teknik udara bertekanan (udara bertekanan).

B. Aplikasi Sistem Pneumatik
Komponen  pneumatik  beroperasi  pada  tekanan  8  s.d.  10  bar,  tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis.

Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan media pneumatik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut :
1)  Pencekaman benda kerja
2)  Penggeseran benda kerja
3)  Pengaturan posisi benda kerja
4)  Pengaturan arah benda kerja

Penerapan pneumatik secara umum :
1)  Pengemasan (packaging)
2)  Pemakanan (feeding)
3)  Pengukuran (metering)
4)  Pengaturan buka dan tutup (door or chute control)
5)  Pemindahan material (transfer of materials)
6)    Pemutaran dan pembalikan benda kerja (turning and inverting of parts)
7)  Pemilahan bahan (sorting of parts)
8)  Penyusunan benda kerja (stacking of components)
9)  Pencetakan benda kerja (stamping and embosing of components)

Susunan sistem pneumatik adalah sebagai berikut :
1)  Catu daya (energi supply)
2)  Elemen masukan (sensors)
3)  Elemen pengolah (processors)
4)  Elemen kerja (actuators)

C. Karakteristik Sistem Pneumatik
Udara  mengandung   oksigen,  nitrogen,  partikel  uap  air,  kotoran,  debu udara  dan lain-lain.  Udara bertekanan memiliki banyak sekali keuntungan, tetapi dengan  sendirinya  juga  terdapat  segi-segi  yang  merugikan  atau  lebih  baik pembatasan-pembatasan  pada  penggunaannya.
Hal-hal  yang  menguntungkan dari  pneumatik  pada mekanisasi  yang  sesuai  dengan tujuan  sudah  diakui  oleh cabang-cabang  industri  yang  lebih  banyak  lagi.   Pneumatik  mulai  digunakan untuk pengendalian maupun penggerakan mesin-mesin dan alat-alat.

Keuntungan :
  Jumlah tidak terbatas
  mudah disimpan
  tansportasi mudah
  bersih
  Tahan ledakan
  mudah pengontrolan
  tahan beban lebih
Kerugian :
  Biaya tinggi
  Persiapan
  polusi suara (dikurangi dengan silincer)
  gaya terbatas (ekonomis sampai 25 000 N)

D. Bagian-bagian Sistem Pneumatik

Sistem  harus  menjamin  udara  yang  berkualitas. Termasuk  di  dalamnya  adalah  udara  yang  bersih,  kering,  dan  tekanan   yang tepat.  Udara  bertekanan  diperoleh  dari  kompresor,  kemudian  dialirkan  melalui beberapa  elemen  sampai  mencapai  pemakai.  Perhatikan  sistem  pengadaan udara bertekanan  pada gambar 2.1 berikut. Sistem terdiri dari  kompresor udara, tangki  udara,  pengering  udara,  saluran  udara  dan  tempat  pembuangan  untuk kondensasi,  serta  unit  pemeliharaan/pelayanan  udara  yang  terdiri  dari  filter udara, pengatur tekanan dan pelumas.


D.1 Kompressor
Kompresor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas.  Kompresor dibutuhkan agar mendapatkan tekanan kerja yang diinginkan.  Kompresor udara biasanya mengisap udara dari atmosfir . Namun ada pula yang mengisap udara atau  gas  yang  bertekanan  lebih  tinggi  dari  tekanan  atmosfir.

D.2. Tangki Udara
Berikut Fungsi Tangki Udara bertekanan
a).  Untuk mendapatkan tekanan konstan pada sistem pneumatik, dengan tidak mengindahkan beban yang berfluktuasi.
b).   Penyimpan/tandon  udara  sebagai  “emergency  suplay”  bila  sewaktuwaktu  ada  kegagalan  kompresor,  beban  pemakaian  yang  tiba-tiba besar.
c).  Ruangan yang luas dari tangki akan mendinginkan udara. Oleh karena itu, penting pada tangki bagian bawah dipasang kran untuk membuang air kondensasi.







D.3 Pengering udara
Udara  yang  dihisap  kompresor  selalu  mengandung  uap  air.  Kadar  air  ini harus  ditekan  serendah  mungkin.  Suhu  dan  tekanan  udara  menentukan  kadar kelembaban udara. Makin tinggi suhu udara, makin banyak kadar uap air yang dapat  diserap.  Apabila  titik  jenuh  dari  kelembaban  udara  mencapai  100%,
muncul embun atau tetes tetes air.
Ada 3 cara untuk mengurangi kandungan air di dalam udara :
  Pengering temperatur rendah (dengan sistem pendingin)
  Pengering adsorbsi
  Pengering absorbsi

D.4 Unit Pelayanan Udara
Pada prinsipnya, udara bertekanan harus kering, bebas dari minyak. Untuk beberapa  komponen  udara  berlubrikasi  adalah merusak  yang  lain,  tetapi  untuk komponen  daya,  lubrikasi  justru  sangat  diperlukan.  Lubrikasi  dari  udara bertekanan, seharusnya dibatasi pada bagian tertentu, jika lubrikasi diperlukan. Untuk  hal  ini,  diperlukan  minyak  khusus.  Minyak  yang  terbawa  udara  dari kompresor tidak cocok bila digunakan untuk lubrikasi komponen sistem kontrol.
Masalah yang terjadi dengan lubrikasi (pelumasan) yang berlebihan adalah:
  Gangguan pada komponen yang terlubrikasi secara berlebihan.
  Polusi pada lingkungan.
  Pengaretan terjadi setelah komponen diam dalam waktu yang lama.
  Kesulitan di dalam pengaturan lubrikasi yang tepat.

Walaupun hal tersebut di atas adalah masalah, tetapi lubrikasi diperlukan pada hal-hal sebagai berikut:
  Gerakan bolak-balik yang sangat cepat
  Silinder diameter besar (125 mm ke atas), lubrikator seharusnya dipasang langsung dekat dengan silinder.

Lubrikasi  yang  tepat  ditentukan  oleh  kebutuhan  udara  silinder.  Lubrikator disetel pada aliran minimum sebelum memulai pemberian minyak. Bila lubrikator disetel terlalu besar, maka keadaan tersebut tidak efektif. Sedangkan penyetelan lubrikator  yang  terlalu  kecil,  dapat  menyebabkan  minyak  cepat  kering  dalam perjalanan  menuju  ke  silinder.  Silinder  dengan  seal  tahan  panas  tidak  harus disuplai  dengan  udara  bertekanan  yang  berlubrikasi.  Karena  lubrikasi  khusus dalam silinder akan tercuci.

Unit Pelayanan Udara terdiri dari:

•  Penyaring udara bertekanan (Filter)
•  Pengatur tekanan udara (Pressure Regulator)
•  Pelumas udara bertekanan (Lubricator)

Penyusun : S. Mugi Raharjo
Dosen : Ir. Drs. Sakuri Dahlan, M.T
Sumber : Sistem Pneumatik dan Hidrolik, Sudaryono