bab ii landasan teori

 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem SCADA
Sistem pengontrolan merupakan sistem yang tidak bisa dipisahkan dari
sebuah sistem ketenaga listrikan. Dimulai dari sistem konvensional yang
semuanya dilakukan secara manual sampai pada sistem pengontrolan otomatis
yang dapat mengefisiensikan waktu, tenaga dan juga biaya.
Sesuai dengan penjelasan di atas, maka sistem pengontrolan secara
otomatis
menjadi pilihan yang tepat sesuai dengan kondisi dan keadaan sistem
saat ini. Salah satu sistem pengontrolan yang dikenal dan biasa digunakan pada
sistem tenaga listrik adalah sistem SCADA.
2.1.1 Pengertian sistem SCADA
SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control and Data
Acquisition merupakan sebuah sistem yang mengumpulkan informasi atau datadata dari lapangan dan kemudian mengirimkannya ke sebuah komputer pusat
yang akan mengatur, mengolah mengontrol, data-data tersebut. Sistem SCADA
digunakan dalam berbagai industri dan sistem proses, khususnya dalam bidang
ketenagalistrikan. Sistem SCADA diperlukan untuk menangani suatu sistem plant
dengan melakukan pengendalian, pengawasan, penandaan, perekaman dan
pengambilan data dengan tingkat kompleksitas yang tinggi bahkan bisa
menangani hingga ratusan ribu I/O secara terpusat.
Gambar 2.1. Konfigurasi sistem SCADA
5
6
Sebuah sistem SCADA terdiri dari Master Terminal Unit (MTU), Human
Machine Interface (HMI), Front End Processor (FEP), Media Komunikasi Data,
Remote Terminal Unit (RTU), dan plant. semua itu menjadi satu sistem, istilah
SCADA
merujuk pada sistem pusat keseluruhan. Sistem pusat ini biasanya
melakukan
pemantauan data-data dari berbagai macam sensor di lapangan atau
bahkan dari tempat yang lebih jauh.
2.1.2 Komponen sistem SCADA
Sistem SCADA digunakan untuk memonitor dan mengendalikan pabrik
atau alat-alat pada bidang industri seperti telekomunikasi, kendali air dan limbah,
energi, minyak, pemurnian gas, transportasi, dan dibidang ketenagalistrikan .
sistem SCADA ini dibentuk oleh empat komponen yang memiliki sinergitas
fungsi satu sama lain, komponen tersebut antara lain:
1) Peralatan Lapangan : Peralatan instrumentasi di lapangan pada sebuah plant
berupa sensor digunakan untuk membaca sinyal analog atau digital yang
diukur, sedangkan aktuator digunakan untuk mengendalikan peralatan seperti
motor, saklar, katup, dan sebagainya.
2) Remote Terminal Unit (RTU) umumnya berupa sebuah unit yang dilengkapi
dengan sistem mandiri seperti sebuah komputer, yang ditempatkan pada lokasi
dan tempat-tempat tertentu di lapangan. RTU bertindak sebagai pengumpul
data lokal yang mendapatkan datanya dari sensor-sensor dan mengirimkan
perintah langsung ke
peralatan di
lapangan
yang berfungsi
untuk
mengendalikan aktuator, membaca sinyal dari sensor dan berkomunikasi
dengan pengendali.
3) Jaringan komunikasi digunakan untuk menghubungkan RTU dengan stasiun
pusat pengendali MTU yang dapat berupa jaringan kabel, atau radio
4) Master Terminal Unit (MTU) merupakan komputer yang digunakan sebagai
pengolah pusat dari sistem SCADA. MTU ini menyidiakan Human Machine
Interface (HMI) bagi pengguna, dan secara otomatis mengatur sistem sesuai
dengan masukan-masukan dari sensor yang diterima.
7
2.1.3 Aplikasi sistem SCADA
SCADA bukanlah teknologi khusus, tapi lebih merupakan sebuah
aplikasi, SCADA digunakan untuk melakukan proses industri yang kompleks
secara
otomatis, menggantikan tenaga manusia, dan biasanya merupakan prosesproses
yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang lebih banyak, faktor-faktor
kontrol dengan gerakan cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya, dimana
pengontrolan oleh manusia menjadi tidak efektif lagi. Sebagai contoh, SCADA
digunakan di seluruh dunia misalnya antara lain:
1) Pembangkit,
transmisi dan distribusi listrik, SCADA digunakan untuk
mendeteksi
besarnya arus dan tegangan, pemantauan operasional circuit
breaker, dan untuk mematikan atau menghidupkan the power grid.
2) Transportasi KA listrik, menggunakan SCADA bisa dilakukan pemantauan dan
pengontrolan distribusi listrik, otomasi sinyal trafik KA, melacak dan
menemukan lokasi KA, mengontrol palang KA dan lain sebagainya.
3) Lampu lalu lintas, SCADA memantau lampu lalu lintas, mengontrol laju lalu
lintas, dan memdeteksi sinyal-sinyal yang salah.
2.1.4 SCADA pada sistem tenaga listrik
Fasilitas SCADA diperlukan untuk melaksanakan pengusahaan tenaga
listrik terutama pengendalian operasi secara realtime. Suatu sistem SCADA terdiri
dari sejumlah RTU, sebuah MTU, dan jaringan telekomunkasi data antara RTU
dan FEP. RTU dipasang disetiap Gardu Induk atau Pusat Pembangkit yang
hendak dipantau. RTU ini bertugas untuk mengetahui setiap kondisi peralatan
tegangan tinggi melalui pengumpulan data besaran-besaran listrik, status
peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian diteruskan ke FEP melalui jaringan
telekomunikasi data. RTU juga dapat menerima dan melaksanakan perintah untuk
merubah status peralatan tegangan tinggi melalui sinyal-sinyal perintah yang
dikirim dari FEP.
Dalam sistem SCADA dispatcher kita dapat mendapatkan data dengan
cepat setiap saat atau realtime bila diperlukan, disamping itu SCADA dapat
dengan cepat memberikan peringatan pada dispatcher bila terjadi gangguan pada
sistem sehingga gangguan dapat dengan mudah dan cepat diatasi atau
8
dinormalkan. Data yang dapat diamati berupa kondisi ON/OFF peralatan
transmisi daya, kondisi sistem SCADA sendiri, dan juga kondisi tegangan dan
arus pada setiap bagian di komponen transmisi. Setiap kondisi memiliki indikator
bebeda,
bahkan apabila terdapat indikasi yang tidak valid maka operator akan
mengetahui
dengan mudah.
MTU secara berurutan memindai seluruh RTU dengan mengirimkan pesan
pendek pada tiap RTU untuk mengetahui jika RTU mempunyai informasi yang
perlu dilaporkan. Jika RTU mempunyai sesuatu yang perlu dilaporkan, RTU akan
mengirim
pesan balik pada MTU, dan data akan diterima dan dimasukan ke dalam
memori
komputer.
Siklus pindai membutuhkan waktu relatif pendek, sekitar 7 detik
(maksimal 10 detik). Siklus pindai yaitu pemindaian seluruh remote terminal unit
dalam sistem. Ketika MTU memberikan perintah kepada sebuah RTU, maka
semua RTU akan menerima perintah itu, akan tetapi hanya RTU yang alamatnya
sesuai dengan perintah itulah yang akan menjalankannya. Sistem ini dinamakan
dengan istem polling. Pada pelaksanaanya terdapat waktu tunda untuk mencegah
kesalahan yang berkaitan dengan umur data analog. Selain dengan pemindaian,
pertukaran data juga dapat terjadi secara incidental (segera setelah aksi manuver
terjadi) misalnya terjadi penutupan CB oleh operator gardu induk, maka RTU
secara otomatis akan segera mengirimkan status CB di gardu induk tersebut ke
MTU. Dispatcher akan segera mengetahui bahwa CB telah tertutup. Secara umum
pengaplikasian SCADA pada sistem tenaga listrik memilki fungsi antara lain:
1) Pengawasan dan Pengendalian
Pengawasan dan pengendalian dioperasikan secara jarak jauh pada
peralatan yang berada di gardu dan memberikan sinyal balik dan memberitahukan
aksi kendali telah dilaksanakan. Fungsi-fungsi pengawasan dan pengendalian
diantaranya adalah:
a) Telesignallling (TS) berfungsi untuk pengiriman sinyal atas gejala atau
perubahan keadaan pada sistem generator kepada pusat pengaturan
pembangkit, serta pembacaan data status peralatan di plant, seperti status
dari load generator close atau open. Dengan ini diharapkan gangguan
pada plant bisa dideteksi lebih cepat karena pemantauan dari pusat
9
realtime.
b) Telecontrol (TC) berfungsi mengeluarkan dan memasukan beban
generator pada plant generator. TC dilaksanakan dari pusat pengaturan
pembangkit. Sistem ini sebelumnya melakukan aktivitas polling yaitu
aktivitas rutin selama waktu tertentu untuk menanyakan informasi dari
setiap RTU. Seleksi ini memastikan ada atau tidaknya hubungan dari
kontrol terhadap saklar pembebanan bisa diketahui dalam waktu yang
RTU ke pusat kontrol. Jika ada hubungan akan di jawab siap (in scan),
sebaliknya jika tidak ada hubungan akan dijawab (out scan). Kondisi out
of scan atau tidak adanya hubungan dengan RTU dengan pusat kontrol
bisa disebabkan oleh beberapa sebab, misalnya kerusakan pada sisi kabel
atau media transmisi, RTU yang bermasalah. Pada kondisi out of scan
tidak dapat dilakukan Remote Control.
c) Telemetering (TM) yang berfungsi sebagai pembaca data. Hasil
pemantauan ini selain digunakan sebagai pencatat data, beroperasinya
tegangan plant generator juga dapat digunakan kaitannya untuk
melakukan Remote Control.
2) Pengarsipan Data
Fungsi lainnya dari sistem SCADA yang terdapat di pusat kontrol yaitu
pencatat status dan data pengukuran yang ada di bawah pengendalinya. Pencatatan
ini berisi status dari plant generator, data pengukuran semua generator, energi
total yang digunakan dan dibangkitkan pada periode tertentu, kondisi darurat,
yang semuanya dilengkapi dengan dengan waktu terjadinya peristiwa. Hasil
pencatatan akan dicetak oleh printer, sehingga tersedia dokumentasi yang tetap.
Selain itu juga dapat ditampilkan pada layar peraga bila diinginkan oleh operator.
Pusat kontrol mampu melakukan perhitungan besaran yang diperoleh dengan
waktu yang relatif singkat. Hal ini yang menyebabkan sistem dapat dioperasikan
dengan tingkat keandalan dan keamanan yang lebih tinngi.
2.2 Sistem Pembangkitan
Sistem pembangkitan merupakan salah satu bagian dari sistem tenaga
listrik. Sistem ini merupakan sistem yang paling awal dari sistem tenaga listrik
10
dimana sistem ini berfungsi sebagai penghasil energi listrik. Tenaga listrk ini
diperoleh dari proses konversi dari energi mekanik menjadi energi listrik.
Pada dasarnya proses pembangkitan tenaga listrik adalah proses memutar
generator
sinkron sehingga didapatkan tenaga listrik arus bolak –balik tiga fasa.
Generator
dapat diputar oleh tenaga mekanik, tenaga ini didapat dari mesin
penggerak generator listrik atau biasa disebut penggerak mula (primover). Mesin
penggerak generator listrik yang banyak digunakan adalah mesin diesel, turbin
uap, turbin air, dan turbin gas.
Mesin penggerak generator melakukan konversi tenaga primer menjadi
tenaga
mekanik. Tenaga primer ini dapat dihasilkan dari bahan bakar, potensi
tenaga air, panas bumi bahkan reaksi nuklir. Energi yang terkandung dalam
tenaga primer digunakan sebagai tenaga penggerak untuk turbin, kemudian turbin
ini akan menjadi mesin yang menggerakan generator. Ketika generator berputar
akibat mesin penggerak generator, generator akan mengalami induksi yang pada
akhirnya generator akan menghasilkan tenaga listrik.
Gambar 2.1 menunjukan diagram proses pembangkitan tenaga listrik,
mulai dari tenaga primer sampai dengan konsumen : (a) Pusat Listrik Tenaga Air
(PLTA); (b) Pusat Listrik Tenaga Panas(PLTP); dan (c) Pusat Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN).
Gambar 2.2 Diagram Proses Pembangkitan Tenaga Listrik
11
2.3 Generator Induksi
Generator adalah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanik menjadi
tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik, generator memperoleh
energi
mekanik dari prime mover.
Mesin-mesin pengubah energi ini perkembangannya dimulai dari
diketemukannya hukum induksi elektromagnetik oleh faraday, hukum itu
berbunyi sebagai berikut : “Jika fluksi magnet menembus suatu rangkaian tertutup
dan berubah terhadap waktu, maka akan timbul suatu tegangan induksi yang
sebanding
dengan perubahan fluksi terhadap waktu didalam rangkaian tersebut “
dan bila dinyatakan dalam persamaan adalah : e =
dinyatakan dalam weber.
∅
volt,dimana fluksi (Ø)
Untuk mesin-mesin pembangkit listrik yang berputar, yaitu bila konduktor
bergerak relatif dengan kecepatan v terhadap fluksi yang konstan terhadap waktu,
maka hukum faraday dapat dinyatakan dengan “Tegangan induksi yang
dibangkitkan didalam konduktor adalah sebanding dengan besarnya fluksi yang di
potong oleh konduktor dalam waktu satu detik, “atau dinyatakan dalam
persamaan sebagai : e = - Blv volt dimana dalam satuan mks dan dalam karapatan
fluksi dinyatakan dalam weber/m2 panjang l dalam meter dan kecepatan v dalam
meter / detik.
Untuk membangkitkan tegangan pada kumparan jangkar dari altenator
atau generator sinkron dapat dilakukan dengan memutar kumparan jangkar dalam
sebuah medan magnet stasioner. Jika sebuah lilitan konduktor diputarkan diantara
dua buah kutub utara dan selatan dan ujung dari konduktor dihubungkan dengan
sliprings, maka pada sliprings akan timbul tegangan bila kita hubungkan dengan
rangkaian luar misalnya dengan tahanan R. Bilamana kerapatan fluksi antara
kutub utara dan kutub selatan itu uniform maka tegangan yang dibangkitkan
merupakan tegangan bolak balik.
Adapun persamaan-persamaan yang berhubungan dengan generator
induksi adalah sebagai berikut :
f =
x
(hertz) ........................................................ (2.1)
12
dimana :
f = Frekuensi generator
P = Jumlah Kutub
n = Kecepatan
E = 4,44 x N x f x Kd x Kp x m (Volt)......................... (2.2)
Dimana :
N = Jumlah lilitan
f = frekuensi
Kp, Kd = Faktor belitan
m = fluksi maksimum
Persamaan 2.1 merupakan persamaan untuk mencari nilai frekuensi pada
generator sedangkan persamaan 2.2 adalah persamaan tegangan tanpa beban pada
generator. Selanjutnya dibawah ini merupakan gambar diagram generator tiga
fasa.
Gambar 2.3 Diagram generator tiga fasa
2.4 Motor Induksi sebagai Generator
Motor induksi tiga fasa merupakan motor yang banyak digunakan. Salah
satunya motor induksi rotor sangkar yang banyak digunakan karena kelebihannya
sangat kokoh, sederhana, murah, dan mudah perawatannya. Motor induksi tiga
fasa dapat digunakan sebagai generator dengan cara memutar rotor pada
kecepatan diatas kecepatan medan putar. Motor listrik tiga fasa dapat dioperasikan
sebagai generator satu fasa atau generator tiga fasa. Agar motor induksi dapat
berfungsi sebagai generator, maka diperlukan arus eksitasi, arus eksitasi tersebut
13
didapat dari kapasitor. Pada motor induksi yang dioperasikan sebagai generator
tidak terdapat pengatur tegangan, oleh karena itu tegangan keluarannya sangat
dipengaruhi oleh besarnya beban dan nilai kapasitor eksitasi.
Pada umumnya pengendalian tegangan generator induksi mengunakan
Induction
Generator Controller (IGC). IGC merupakan piranti elektronis yang
menyensor tegangan, kemudian mengatur besar beban penyeimbang. IGC
berbasis komputar dan berbasis komparator, kelemahan IGC adalah menggunakan
teknologi yang tidak sederhana. Kemudian salah satu cara untuk mngendalikan
tegangan
dan frekuensi pada generator ini adalah dengan cara mengatur beban
pada (output) generator. Apabila beban nyata berkurang maka ada mekanisme
yang mengatur beban penyeimbang (ballast load) agar terjadi keseimbangan
antara masukan dan keluaran.
2.5 Perangkat keras
Perangkat keras merupakan salah satu komponen pembentuk sebuah
sistem. perangkat ini merupakan perangkat yang dapat dilihat dan dirasakan oleh
indera peraba.
2.5.1. Definisi trafo tegangan
Trafo tegangan / voltage transformator / potensial transformator adalah
suatu peralatan listrik yang dapat memperkecil tegangan tinggi menjadi tegangan
rendah, yang dipergunakan dalam rangkaian arus bolak-balik. Fungsi trafo
tegangan adalah untuk memperoleh tegangan yang sebanding dengan tegangan
yang hendak dipergunakan dan untuk memisahkan sirkuit dari sistem dengan
tegangan tinggi ( yang selanjutnya disebut sirkuit primer) terhadap siskut dimana
terdapat alat ukur (instrumen) tersambung (yang selanjutnya disebut sirkuit
sekunder). Perbedaan dengan transformator tenaga adalah pada transformator
tenaga yang dibutuhkan adalah tegangan dan daya keluarannya tetapi pada
transformator tegangan yang dibutuhkan adalah tingkat ketelitiannya dan
penurunan tegangannya yang disesuaikan dengan alat ukur. Hubungan antara
Tegangan primer, jumlah liltan primer, tegangan sekunder, jumlah dan jumlah
lilitan sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
14
n=
=
......................................................... (2.3)
dimana :
NP = Banyaknya lilitan kumparan sisi primer
NS = Banyaknya lilitan kumparan sisi sekunder
=
VP = Tegangan sisi primer
VS = Tegangan sisi sekunder
IP = Arus sisi primer
IS = Arus sisi sekunder
Berikut adalah gambar rangkaian prinsip kerja transformator :
Gambar 2.4 Rangkaian prinsip kerja transformator
2.5.2 Definisi trafo arus
Trafo arus / current transformator (CT) adalah suatu peralatan listrik yang
dapat memperkecil arus besar menjadi arus kecil, yang digunakan dalam
rangkaian arus bolak-balik. Fungsi CT adalah untuk memperoleh arus yang
sebanding dengan arus yang hendak diukur (sisi sekunder 5 A atau 1 A) dan untuk
memisahkan sirkuit dari sistem yang arus nya hendak diukur (yang selanjutnya di
sebut sirkuit primer) tehadap sirkuit dimana instrument tersambung (yang
selanjutnya disebut sirkuit sekunder). Berbeda dari transformator tenaga yang
arusnya tergantung beban disisi sekunder, tetapi pada trafo arus seperti haknya
ampere meter yang disisipkan ke dalam sirkuit primer, arusnya tidak tergantung
15
beban disisi sekunder, melainkan tergantung pada arus disisi primernya. Berikut
adalah persamaan trafo arus :
I1 =
)
................................................................... (2.4)
Dimana :
(
I1 = Arus primer
I2 = Arus sekunder
N1 = Lilitan primer
N2 = Lilitan sekunder
Berikut adalah bentuk fisik dari transformator arus :
Gamabar . 2.5 Transformator Arus
2.5.3. Sensor tegangan
Variabel tegangan mempunyai satuan volt yang merupakan satuan standar
kelistrikan. Pendeteksi tegangan sangatlah penting dalam instrumentasi. Hampir
semua sensor mengeluarkan keluaran dalam bentuk tegangan.
Terdapat dua cara dalam melakukan pengukuran tegangan yaitu : metode
elektronik, dan metode mekanik. Metode mekanik adalah yang biasa digunakan
pada voltmeter analog, dimana besarnya beda potensial itu menggerakan
kumparan dan membuat jarum meter menyimpang hingga bila dikalibrasi dapat
menunjukan besarnya tegangan yang terukur. Metode digital memanfaatkan
16
komponen analog to digital converter atau ADC yang besarnya beda potensial
akan di tampilkan menggunakan display seperti led, seven segmen, atau LCD.
Gambar 2.6 Rangkaian sensor tegangan
Berikut adalah bentuk gelombang pada rangkaian sensor tegangan dimulai
dari bentuk gelombang input sampai pada bentuk gelombang keluaran.
Gambar 2.7 Bentuk gelombang keluaran rangkaian sensor teganagan
2.5.4 Sensor arus
Sensor arus adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu bentuk
besaran fisik menjadi suatu bentuk besaran listrik sehingga dapat dianalisa
menggunakan rangkaian listrik tertentu.
17
Dalam suatu rangkaian elektronik terdapat tegangan, arus, dan hambatan
yang saling berhubungan. Amperemeter adalah alat untuk megukur arus yang
mengalir pada suatu rangkaian elektronik. Arus listrik yang mengalir pada
konduktor
menimbulkan medan magnet. Oleh sebab itu arus listrik dapat diukur
dengan
besarnya medan magnet. Medan magnet dipengaruhi oleh beberapa faktor
antara lain :
1. Besar arus listrik
2. Jarak medan magnet terhadap suatu titik pengukuran
3. Arah
medan magnet yang terbentuk
Medan magnet adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan
muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik
yang bergerak lainnya. Putaran mekanika kuantum dari suatu partikel membentuk
medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik.
Sebuah medan magnet adalah medan vektor, yaitu berhubungan dengan setiap
titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini
searah dengan arah jarum kompas yang terletak didalam medan tersebut.
Secara konvensional kuat arus dapat diukur dengan menghubungkan alat
secara seri pada rangkaian. Cara ini memilki kelemahan karena mengganggu
aliran arus yang akan diukur. Kemajuan teknologi digital meningkatkan
kemampuan alat ukur.
Sensor arus adalah sebatang kawat teraliri arus listrik menuju beban
dilewatkan diantara cincin toroid dan sejumlah kawat email digulung pada cincin
toroid tersebut maka kumparan kawat pada cincin tersebut akan menginduksikan
arus listrik dari sebatang kawat. Dengan mengolah sinyal induksi pada kawat
kumparan toroid tersebut maka akan diperoleh nilai arus yang dilewatkan untuk
mensuplay beban pada ujung kawat arus. Dengan metode ini arus yang dilewatkan
akan terbaca pada fungsi besaran tegangan berbentuk gelombang sinusoidal.
Jenis penguat yang digunakan pada pengolah sinyal arus diatas merupakan
penguat non inverting, pada bagian belakang diberikan sebuah dioda terpasang
sebagai callper yang memotong sinyal dibawah sumbu nol dan kapasitor
berfungsi sebagai pemurni tegangan DC. Sehingga pada rangkaian pengkondisi
18
sinyal ini menghasilkan tegangan DC yang kompatibel terhadap kebutuhan
tegangan ADC.
Gambar 2.8 Rangkaian sensor arus
Berikut adalah bentuk gelombang pada rangkaian sensor tegangan dimulai
dari bentuk gelombang input sampai pada bentuk gelombang keluaran.
Gambar 2.9 Bentuk gelombang keluaran rangkaian sensor arus
2.5.5 Sensor suhu
LM35 ialah sensor temperatur paling banyak digunakan untuk praktek,
karena selain harganya cukup murah, linearitasnya lumayan bagus, LM35 tidak
19
membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi ± ℃ pada
temperatur ruangan dan ± ℃ pada kisaran -55 to + 150℃. LM35 dimaksudkan
untuk beroperasi pada -55° hingga +150℃, sedangkan LM35 pada -40°C hingga
+110℃, dan LM35D pada kisaran 0-100℃. LM35D juga tersedia pada paket 8
kaki dan paket TO-220. Sensor LM35 umumnya akan naik sebesar 10mV setiap
kenaikan 1℃ (300mV pada 30℃)
Gambar 2.10 Bentuk fisik LM35 tampak bawah
Untuk menggunakan LM35, cukup menyadap keluaran pin Vout untuk
dapat dihubungkan ke ADC seperti gambar.
Jika anda ingin standar pengukuran dalam Fahrenheit, maka dapat
menggunakan sensor bertipe LM34A yang mempunyai kisaran pengukuran dari
50F hingga 300F dengan akurasi +2.0F. skala outputnya juga sama yaitu 10mV/F
IC LM35 sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk integrated
Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadan dengan
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah dari besaran fisis suhu ke
besaran tegangan yang memilki koefisien sebesar 10mV/℃ yang berati bahwa
kenaikan suhu 1℃ maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10mV.
IC LM35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar
karena ketelitiannya lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperatur
ruang. Jangkauan sensor suhu mulai dari 0℃ - 100℃. IC LM35 penggunaanya
sangat mudah, difungikan sebagi kontrol dari indikator tampilan catu daya
terbelah.
20
LM35 memiliki kelebihan – kelebihan sebagai berikut:
1. Dapat dikalibrasi langsung dalam celcius
2. Memilki faktor skala linear +10.0mV/℃
3. Memiliki
kecepatan 0.5℃ pada suhu 25℃
4. Jangkauan
maksimal suhu antara -55℃ sampai 150℃
5. Cocok untuk aplikasi jarak jauh
6. Harganya cukup murah
7. Bekerja pada tegangan catu daya 4 sampai 20 Volt
8. Memilki
arus drain kurang dari 60 Amp
Penggunaan sensor suhu ini dilengkapi dengan penguat operational
dimana penguat operational ini akan menaikan nilai tegangan 10 mV keluran
sensor menjadi 0.1 V. Berikut adalah penjelasan mengenai penguat operational.
Penguat operasional (op-amp) merupakan kumpulan puluhan transistor
dan resistor dalam bentuk satu chip IC. Op-Amp merupakan komponen aktif
linear yang merupakan penguat gandeng langsung (direct coupling), dengan
penguatan terbuka (open gain) yang sangat besar dan dapat dipakai untuk
menjumlahkan, mengalikan,membagi, mendiferensialkan, serta mengintegralkan
tegangan listrik. IC OP-Amp sering dipakai untuk perhitungan-perhitungan
analog, instrumentasi, maupun berbagai macam aplikasi kontrol. IC LM358
didesain secara sempurna dalam hal penggunaan dua buah OP-Amp secara
bersamaan dalam satu buah chip.
IC OP-Amp LM358 memiliki keunggulan dalam pemakaian daya yang
lebih rendah, kemampuan penggunaan saluran input yang berkolerasi dengan
saluran pentanahan, dan dapat dicatu menggunakan mode catu daya tunggal
maupun catu daya ganda.
Gambar 2.11 Simbol diagram dan bentuk fisik LM358
21
Berikut ini adalah rangkaian skematik dari sensor suhu LM35 DZ dengan
penguat Op Amp LM 358.
Gambar 2.12 Rangkaian skematik sensor suhu dengan penguatan LM 358
2.5.6 Sensor frekuensi
Frekuensi adalah jumlah putaran perdetik yang dinyatakan dalam hertz
(Hz). Satu periode tegangan dibangkitkan pada konduktor jangkar bilamana rotor
berputar satu kali sebesar 360 derajat listrik sehingga frekuensi tergantung pada
jumlah kutub dan kecepatan. Bilamana rotor mempunyai P jumlah kutub maka
arus bolak-balik pada tiap-tiap perputaran rotor menjalani P/2 periode. Jadi
sebuah rotor berkutub P untuk menghasilkan arus bolak-balik dengan frekuensi
harus membuat
⁄
n=
putaran perdetik atau
putaran per menit. Sehingga :
.......................................................... (2.5)
dimana :
n = Dalam putaran permenit
f = Frekuensi dalam Hz
p = Jumlah kutub
⁄
22
Untuk mengetahui besaran frekuensi dibuatlah sensor frekuensi yang
berupa instrument elektronik, untuk dapat mengukur atau membaca besarnya
frekuensi. Komponen yang digunkan adalah komponen berupa IC yang dapat
mengubah
bentuk gelombang DC rata menjadi bentuk pulsa yang kemudian
dikombinasikan
dengan IC yang mampu mengubah bentuk pulsa kembali menjadi
tegangan yang akan masuk ke mikrokontroler.
Gambar 2.13 Rangkaian sesnor frekuensi
2.5.7. AVR ATMega 16
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis
arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi
dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose,
timer/Counter fleksibel dengan mode
compare, interrupt internal
dan
eksternal,serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving,
ADC danPWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash
on-chipyang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam
sistemmenggunakan hubungan serial SPI. ATMega16. ATMega16 mempunyai
throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk
mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses.
Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:
1) Sistem Mikrokontroler AVR 8 bit yang memiliki kemampuan tinggi dengan
daya rendah.
23
2) CPU yang terdiri atas 32 register.
3) Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16
MHz.
4).Memiliki
kapasitas flash memori 16 Kbyte, SRAM 1 Kbyte, dan EEPROM 512
byte.
5) Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
6) Unit interupsi internal dan eksternal.
7) Port USART untuk komunikasi serial.
8) Fitur
Peripheral, antara lain:
a)
Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.
b) Analog to Digital Converte (ADC)) 10 bit sebanyak 8 channel.
c) Real time Counter dengan Oscilator tersendiri.
d) Empat channel PWM.
e) Watchdog timer dengan Oscilator internal.
f) Byte-oriented Two-Wire Serial Interface.
g) Port antarmuka SPI.
2.5.7.1. Konfigurasi pin AVR ATMega16
Pin-pin pada ATmega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline
package) ditunjukkan oleh gambar 2.10 Kemasan pin tersebut terdiri dari 4Port
yaitu Port A, Port B, Port C,Port D yang masing masing Port terdiri dari 8buah
pin. Selain itu juga terdapat RESET, VCC, GND 2 buah, VCC, AVCC,XTAL1,
XTAL2 dan AREF.
Gambar 2.14. Konfigurasi pin ATMega 16
24
Diskripsi dari pin-pin ATmega16 adalah sebagai berikut :
1) VCC : Suplai tegangan digital.
2) GND : Ground
3) Port
A : Port A sebagai input analog ke A/D konverter. Port A juga sebagai 8 bit bi-directional
port I/O, jika A/D konverter tidak digunakan. Pin-pin port dapat
menyediakan resistor-resistor internal pull-up. Ketika port A digunakan sebagai
input dan pull eksternal yang rendah akan menjadi sumber arus jika resistorresistor pull-up diaktifkan. Pin-pin port A adalah tri-state ketika kondisi reset
menjadi
aktif sekalipun clock tidak aktif.
4) Port
B : Port B adalah port I/O 8-bit bi-directional dengan resistor-resistor
internal pull-up. Buffer output port B mempunyai karakteristik drive yang simetris
dengan kemampuan keduanya sink dan source yang tinggi. Sebagai input, port B
yang mempunyai pull eksternal yang rendah akan menjadi sumber arus jika
resistor- resistor pull-up diaktifkan. Pin-pin port B adalah tri-state ketika kondisi
reset menjadi aktif sekalipun clock tidak aktif.
5) Port C : Port C adalah port I/O 8-bit bi-directional dengan resistor-resistor
internal pull-up. Buffer output port C mempunyai karaketristik drive yang simetris
dengan kemampuan keduanya sink dan source yang tinggi. Sebagai input, port C
yang mempunyai pull eksternal yang rendah akan menjadi sumber arus jika
resistor- resistor pull-up diaktifkan. Pin-pin port C adalah tri-state ketika kondisi
reset menjadi aktif seklipun clock tidak aktif. Jika antarmuka JTAG enable,
resistor- resistor pull-up pada pin-pin PC5(TDI), PC3(TMS), PC2(TCK) akan
diktifkan sekalipun terjadi reset.
6) Port D : Port D adalah port I/O 8-bit bi-directional dengan resistor-resistor
internal pull-up. Buffer output port D mempunyai karaketristik drive yang simetris
dengan kemampuan keduanya sink dan source yang tinggi. Sebagai input, port D
yang mempunyai pull eksternal yang rendah akan menjadi sumber arus jika
resistor- resistor pull-up diaktifkan. Pin-pin port D adalah tri- state ketika kondisi
reset menjadi aktif sekalipun clock tidak aktif.
7) Reset : Sebuah low level pulsa yang lebih lama daripada lebar pulsa minimum
pada pin ini akan menghasilkan reset meskipun clock tidak berjalan.
8) XTAL1: Input inverting Oscilator dan input intenal clock operasi rangkaian.
25
9) XTAL2: Output dari inverting penguat Oscilator.
10) AVCC : Pin supply tegangan untuk Port A dan A/D converter. Sebaiknya
eksternalnya dihubungkan ke VCC meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC
digunakan
seharusnya dihubungkan ke VCC melalui low pas filter.
11) AREF : Pin referensi analog untuk A/D konverter.
2.5.7.2. Arsitektur ATMega 16
Mikrokontroler AVR menggunakan konsep arsitektur Harvard yang
memisahkan
memori dan bus untuk data dan program untuk memaksimalkan
kemampuan
dan kecepatan. Instruksi dalam memori program dieksekusi dengan
pipelining single level. Dimana ketika satu instruksi dieksekusi, instruksi
berikutnya diambil dari memori program. Konsep ini mengakibatkan instruksi
dieksekusi
setiap
clock
cycle.
Selain
itu,
mikrokontroler
AVR
juga
mengimplementasikan RISC sehingga eksekusi instruksi dapat berlangsung
sangat cepat dan efisien.
Gambar 2.15 Diagram blok ATMega 16
26
2.5.7.3. Serial pada ATMega16
Universal synchronous dan asynchronous pemancar dan penerima serial
adalah suatu alat komunikasi serial sangat fleksibel.
Jenis
yang utama adalah :
1) Operasi
full duplex (register penerima dan pengirim serial berdiri sendiri)
2) Operasi Asychronous atau synchronous
3) Master atau Slave mendapat clock dengan operasi synchronous
4) Pembangkit baud rate dengan resolusi tinggi
5) Dukung
frames serial dengan 5, 6, 7, 8 atau 9 Data bit dan 1 atau 2 Stop bit
6) Tahap
odd atau even parity dan parity check didukung oleh hardware
7) Pendeteksian data overrun
8) Pendeteksi framing error
9) Pemfilteran gangguan (noise) meliputi pendeteksian bit false start dan
pendeteksian low pass filter digital
10) Tiga interrupt terdiri dari TX complete, TX register empty dan RX complete.
11) Mode komunikasi multi-processor
12) Mode komunikasi double speed asynchronous
2.5.8 Liquid crystal display
Tampilan kristal cair Liquid Crystal Dislay (LCD) juga dikenal sebagai
LCD adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai
penampil data.
Gambar 2.16 Bentuk fisik LCD
27
ATMega 16
9
13
12
40
39
38
37
36
35
34
33
LCD 20 x 4
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
7
8
9
10
11
12
13
14
RS
RW
E
4
5
6
1
2
3
VSS
VDD
VEE
1
2
3
4
5
6
7
8
RESET
XTAL1
XTAL2
PA0/ADC0
PA1/ADC1
PA2/ADC2
PA3/ADC3
PA4/ADC4
PA5/ADC5
PA6/ADC6
PA7/ADC7
PB0/XCK/T0
PB1/T1
PB2/INT2/AIN0
PB3/OC0/AIN1
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK
PC0/SCL
PC1/SDA
PC2/TCK
PC3/TMS
PC4/TDO
PC5/TDI
PC6/TOSC1
PC7/TOSC2
PD0/RXD
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP
PD7/OC2
AVCC
AREF
22
23
24
25
26
27
28
29
14
15
16
17
18
19
20
21
VCC
30
32
Gambar 2.17 Rangkain skematik LCD dengan ATMga 16
LCD dengan jumlah segmen yang kecil, seperti yang digunakan dalam
jam digital dan kalkulator saku, memiliki kontak listrik individu untuk setiap
segmen. Sebuah sirkuit berdedikasi eksternal pasokan muatan listrik untuk
mengontrol setiap segmen. Struktur layar berat selama lebih dari beberapa elemen
layar. Menampilkan monokrom kecil seperti yang ditemukan dalam organizer
pribadi, , layar laptop, di mana warna ditambahkan dengan menggunakan filter
internal. Setiap baris atau kolom dari layar memiliki sirkuit listrik tunggal. Pixel
ditangani satu per satu waktu dengan alamat baris dan kolom.
2.6 Perangkat Lunak Bahasa BASIC
BASCOM-8051 adalah program BASIC compiler berbasis windows untuk
mikrikontroler keluarga 8051 seperti AT89C2051,AT89C51, dan yang lainnya.
BASCOM-8051 merupakan pemograman dengan bahasa tingkat BASIC yang
dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS Elektronik.
2.6.1 Karakter dalam BASCOM
Dalam program BASCOM, karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet
(A-Z dan a-z), karakter numeric (0-9), dan karakter special (lihat tabel)
28
Tabel 2.1 Karakter Spesial
Karakter
Nama
Blank
Apostrophe
Asteriks (Symbol perkalian)
Plus sign
Comma
Minus sign
Peiod (decimal point)
Slash (division symbol) will be handled as/
Colon
Double quotation mark
Semicolon
Less than
Backspace (integer or word division symbol)
‘
*
+
.
.
/
:
“
;
<
/
2.6.2 Tipe Data
Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukan
daya
tampungnya.
Hal
ini
berhubungan
dengan
penggunaan
memori
mikrokontroler. Berikut adalah tipe data pada BASCOM berikut keterangannya
Tabel 2.2 Tipe data BASCOM
Tipe data
Bit
Byte
Integer
Word
Long
Single
String
Ukuran (byte)
1/8
1
2
2
4
4
Hingga 254 byte
Range
0 – 225
-32,2768 - +32,767
0 -65535
-214783648 - + 214783647
-
2.6.3 Variabel
Variabel
dalam
sebuah
pemograman
berfungsi
sebagai
tempat
penyimpanan data atau penampung data sementara, misalnya menampung hasil
perhitungan dan menampung data hasil pembacaan register. Variabel merupakan
pointer yang menunjukan pada alamat memori fisik dan mikrokontroler.
Dalam BASCOM, ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel:
1. Nama Variabel maksimum terdiri atas 32 karakter.
29
2. Karakter bisa berupa angka atau huruf
3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf
4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunakan oleh BASCOM
sebagai
perintah, pernyataan, internal register, dan nama operator
Sebelum digunakan, maka variabel harus dideklarasikan terlebih dahulu.
dalam BASCOM, ada beberapa cara untuk mendeklarsikan sebuah variabel. Cara
pertama adalah dengan menggunakan pernyataan ‘DIM’ diikuti nama tipe
datanya. Contoh pendeklasian menggunakan DIM sebagai berikut:
Dim nama as byte
Dim tombol as integer
Dim tombol as word
2.6.4 Alias
Dengan menggunakan alias, variabel yang sama dapat diberikan nama
yang lain. Tujuannya adalah mempermudah proses pemograman. Umumnya, alias
digunakan untuk mengganti nama variabel yang baku, seperti port mikrokontroler.
LEDBAR alias PI
Tombol1 alias P0.1
Tombol2 alias P0.2
Dengan deklarsi seperti diatas, perubahan pada tombol akan mengubah
kondisi P0.1 selain mengganti nama port, kita dapat pula menggunakan alias
untuk mengakses bit tertentu dari sebuah variabel yang telah dideklarasikan. Dim
LedBar as byte, Led1 as LedBar.0, LedBar.1, LedBar as LedBar.2
2.6.5 Konstanta
Dalam BASCOM, selain variabel kita mengenal pula konstanta.
Konstanta merupakan variabel juga. Perbedaannya dengan variabel biasa adalah
nilai yang dikandung tetap. Dengan konstanta, kode pemograman yang dibuat
akan lebih mudah dibaca dan dapat mencegah kesalahan penulisan pada program
kita. Misalnya, kita akan lebih mudah menulis phi dari pada menulis 3,14159867.
Sama seperti variabel, agar konstanta bisa dikenali oleh program, maka harus
30
dideklarasikan terlebih dahulu. Berikut adalah cara pendeklarasian sebuah
konstanta
Dim A as Const 5
Dim B1 as Const &B1001
Cara lain yang paling mudah:
Const Cbyte =&HF
Const Cint=-1000
Const Csingle 1.1
Cstring = “test”
Const
2.6.6 Array
Dengan Array, kita bisa menggunakan sekumpulan variabel dengan nama
dan tipe yang sama. Untuk mengakses variabel tertentu dalam array, kita harus
menggunakan indeks. Indeks harus berupa angka dengan tipe data byte, integer.
Atau word. Artinya, nilai maksimum sebuah indeks sebesar 6553.
Proses pendeklarasian sebuah array hampir sama dengan variabel, namun
perbedaanya kita pun mengikutkan jumlah elemenya. Berikut adalah conth
pemakaian array
Dim kelas(10) as byte, c as integer
For C =1 to 10 a(c) = c p1 =a(c)
Next
Program diatas membuat sebuah array dengan nama kelas yang berisi 10
elemen (1-10) dan kemudian seluruh elemennya diisikan dengan nilai c yang
berurutan. Untuk membacanya, kita menggunakan indeks dimana elemen
disimpan. Pada pogram diatas, elemen-elemen arraynya dikeluarkan ke port 1 dari
mikrokontroler.
2.6.7 Analog to Digital Converter
Proses konversi data analog menjadi digital merupakan proses penting
dalam proses akusisi data. Proses konversi ini dilakukan oleh sebuah komponen
yang dinamakan analog to digital converter (ADC). ADC memiliki dua karakter
prinsip yaitu kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC
31
menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital
pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam
sample persecond (SPS). Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi
ADC.
Sebagai contoh :
1. ADC
8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, berarti sinyal input dapat
dinyatakan dalam 255 (2n-1) nilai diskrit
2. ADC 12 bit memiliki 12 bit utput data digital, ini berarti sinyal input dapat
dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit
Dari contoh di atas ADC 12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil
konversi
yang jauh lebih baik daripada ADC 8 bit.
Jenis-jenis ADC yaitu successsive approximaition, integritas, pencacahan
dan servo, parallel. Pada ADC ini digunakan tegangan referensi (Vreff) sebesar 5
Vdc. Contohnya untuk dapat mengetahui besarnya tegangan yang diterima oleh
mikrikontroler dapat menggunkan persamaan di bawah ini:
Tegangan ADC =
(
)/
2.7 Komunikasi Data
Komunikasi data merupakan bagian dari telekominikasi yang secara
khusus berkenaan dengan transmisi atau pemindahan data dan informasi diantara
komputer-komputer dan piranti-piranti yang lain dalam bentuk digital yang
dikirim melalui media komunikasi data. Data berarti informasi yang disajikan
oleh isyarat digital. Komunikasi data merupakan bagian vital karena sistem ini
menyediakan infrastruktur yang memungkinkan komputer-komputer dapat
berkomunikasi satu sama lain.
2.7.1 Jenis komuniksi data
Terdapat dua jenis cara komunikasi data yaitu:
1. Komunikasi Data Parallel
Komunikasi data parallel adalah pengiriman data diantara beberapa komputer
dan ke terminal lainnya dengan merubah besaran tegangan dan arus dalam
32
kanal atau kabel. Dalam komunikasi data ini bit berpindah secara satu demi
satu melewati beberapa saluran pada saat bersamaan
2. Komunkasi Data Serial
Perbedaan
yang paling mendasar antara komunikasi serial dengan parallel
adalah
proses perpindahan bit melewari satu saluran saja. Ada 2 macam cara
komunikasi data serial yaitu sinkron dan Asinkron. Pada komunikasi data serial
sinkron, clock dikirimkan bersama sama dengan data serial, tetapi clock
tersebut dibankitkan sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim maupun penerima.
Sedangkan
pada komunikasi serial asinkron tidak diperlukan clock karena data
dikirikmkan
dengan kecepatan tertentu yang sama baik pada pengirim dan juga
penerima. Kecepatan pengirim data (atau yang sering disebut baud rate) dan
fasa clock pada sisi transmiter dan Receiver harus sinkron. Untuk itu
diperlukan sinkronisasi antara transmiter dan receiver. Kecepatan transmisi
(baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baud rate yang umum
dipakai adalah 110,135,150,300.600,1200,2400,9600,dan 19200 (bit/detik),
jadi jika waktu satu bit=3,33 ms, maka baud rate nya =1/3,33 ms atau 300
baud. Dalam komunikasi data serial, baud rate dari kedua alat yang
berhubungan
harus diatur pada kecepatan yang sama. Selanjutnya harus
ditentukan panjang data (6,7 atau 8 bit), paritas (genap,ganjil,atau tanpa
paritas), dan jumlah stop bit (1,15 atau 2 bit).
2.7.2 Recomended Standard 485
Recommended Standard 485 (RS485) adalah standar komunikasi yang
paling serbaguna dalam seri standar yang ditentukan oleh EIA. Itu sebabnya
RS485 saat ini digunakan secara luas antar muka komunikasi data akusisi dan
kontrol aplikasi di mana beberapa node berkomuniksi satu sama lain.
Komunikasi RS 485 bisa mencpai jarak maksimal 4000 kaki, atau setara
dengan 1,2 Km. Selainitu RS485 merupakan standar komunikasi serial
asyncrons yang menyediakan kemampuan komunikasi, seperti perangkat
keras kontrol aliran, kontrol aliran perangkat lunak, dan paritas cek, berikut
adalah konfigurasi IC MAX 485 yang merupakan komponen yang
mengirimkan dan menerima data koomunikasi.
33
Gambar 2.18 Konfigurasi IC MAX485
Adapun spesifikasi dari komunikasi RS 485 adalh sebagai berikut. Mode
opersi yang diguanakan adalah differential dimana mode operasi nya dapat
dilkaukan dengan berbeda. Total jumlah driver adalah 1 dan receivernya adalah
32 ini berarti RS 485 dapat digunakan untuk jumlah penerima yang banyak walau
dengan 1 driver. Maksimum panjang kabel yang dapat digunakan untuk mengirim
data adalah 4.000 FT dengan kesepatan data rate 10Mb/s.
Tabel 2.3 Spesifikasi komunikasi RS485
Spesifikasi
Mode operasi
Total jumlah driver dan receivers pada satu jalur
Maksimum panjang kabel
Maximum data rate
Voltase Driver Output Maksimum
Driver Output Signal Level (Loaded Min)
Driver Output Signal Level (diturunkan Max)
Driver Load Impedance (Ohms)
Driver Current in High Z satate Power On
Driver Current in High Z state POWER
Slew Rate (Max)
RS485
Differential
1 DRIVER, 32 RECEIVER
4.000 FT
10Mb/s
-7V s/d +12V
+ /-1.5V
+/-6V
54
+/-100uA
+/-100uA
N/A
2.7.3 Topologi Jaringan RS-485
Topologi jaringan merupakan alasan mengapa RS485 kini menjadi favorit
dari empat interface dalam akusisi data dan kontrol aplikasi. Rs485 adalah satu-
34
satunya dari interface internetworking yang mampu bekerja pada pemancar dan
penerima dalam jaringan yang sama. Bila menggunakan standar RS 485 receiver
dengan resistansi masukan dari 1200Ω adalah mungkin untuk menghubungkan 32
perangkat
ke jaringan. RS485 repeater memungkinkan untiuk meningkatkan
jumlah
node menjadi beberapa ribu, dalam beberapa kilometer
Gambar 2.19 Topologi jaingan RS485
1. Single twisted pair RS485
Dalam versi ini, semua perangkat yang terhubung ke satu Twisted Pair, dengan
demikian, semuanya harus memiliki driver dengan output tri-state (temasuk
Master). Komunikasi berjalan di atas satu baris di kedua arah. Penting untuk
mencegah lebih banyak dari pemancaran perangkat sekaligus masalah
perangkat lunak
2. Double Twisted Pair RS-485
Jika menggunakan jenis ini tidak perlu menggunakan output tri-state, karena
perangkat Slave mengirim lebih dari twisted pair yang kedua, yang
dimaksudkan untuk mengirim data dari Slave ke Master. Solusi ini sering
memungkinkan pelaksanaan dalam sistem komunikasi multipoint, yang pada
awalnya dirancang (HW dan juga SW) untuk RS-232. Tentu saja, master
perangkat lunak harus dimodifikasi, sehingga Master query secara periodik
mengirim paket ke semua perangkat Slave.