5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Sistem SCADA

2.1.1 Pengertian Sistem SCADA

Supervisory Control and Data Acquisition merupakan sebuah sistem yang

mengumpulkan informasi atau data-data 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

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

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 di bidang ketengalistrikan.

Sistem SCADA ini dibentuk oleh empat komponen yang memiliki sinergisitas

fungsi satu sama lain, komponen tersebut antara lain:

1) Transducer : 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 pusat 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 menyediakan

Human Machine Interface (HMI) bagi pengguna, dan secara otomatis

mengatur sistem sesuai dengan masukan-masukan dari sensor yang

diterima.

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 proses-proses

yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang lebih banyak, faktor-faktor kontrol

gerakan cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya, dimana pengontrolan oleh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

manusia menjadi tidak nyaman lagi. Sebagai contoh, SCADA digunakan di

seluruh dunia misalnya antara lain :

a) 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.

b) Penampungan dan distribusi air, SCADA digunakan untuk pemantauan

dan pengaturan laju aliran air, tinggi reservoir, tekanan pipa dan berbagai

macam faktor lainnya.

c) Bangunan, fasilitas dan lingkungan, Manajer fasilitas menggunakan

SCADA untuk mengontrol unit-unit pendingin, penerangan, dan sistem

keamanan.

d) Produksi, Sistem SCADA mengatur inventori komponen-komponen,

mengatur otomasi alat atau robot, memantau proses dan kontrol kualitas.

e) 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.

f) Lampu lalu-lintas, SCADA memantau lampu lalu-lintas, mengontrol laju

lalu lintas, dan mendeteksi sinyal-sinyal yang salah.

Masih banyak lagi aplikasi-aplikasi potensial untuk sistem SCADA. SCADA saat

ini digunakan hampir di seluruh proyek-proyek industri, manufaktur, dan

infrastruktur lainnya. Intinya SCADA dapat digunakan dalam aplikasi-aplikasi

yang membutuhkan kemudahan dalam pemantauan sekaligus juga pengontrolan,

dengan berbagai macam media antarmuka dan komunikasi yang tersedia saat ini.

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 telekomunikasi data antara RTU

dan Room Control Centre (RCC). RTU dipasang di setiap Pusat Pembangkit yang

hendak dipantau. RTU ini bertugas untuk mengetahui setiap pengumpulan

besaran-besaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

diteruskan ke RCC melalui jaringan telekomunikasi data. RTU juga dapat

menerima dan melaksanakan perintah untuk merubah status peralatan melalui

sinyal-sinyal perintah yang dikirim dari RCC.

Dalam sistem SCADA dispatcher mendapatkan data dengan cepat setiap

saat (real time) 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 dinormalkan. Data

yang dapat diamati berupa kondisi ON / OFF peralatan pembangkit, kondisi

sistem SCADA sendiri. Setiap kondisi memiliki indikator berbeda, bahkan apabila

terdapat indikasi yang tidak valid maka operator akan dapat megetahui 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 dimasukkan ke

dalam memori komputer. Jika diperlukan, pesan akan dicetak pada mesin printer

di MTU dan ditampilkan pada layar monitor.

Siklus pindai membutuhkan waktu relatif pendek, sekitar 7 detik

(maksimal 10 detik). Siklus pindai yaitu pemindaian seluruh remote terminal

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 sistem polling. Pada pelaksanaannya terdapat waktu tunda untuk

mencegah kesalahan yang berkaitan dengan umur data analog. Selain dengan

sistem pemindaian, pertukaran data juga dapat terjadi secara incidental (segera

setelah aksi manuver terjadi). Secara umum pengaplikasian SCADA pada sistem

tenaga listrik memiliki fungsi antara lain:

1) Pengarsipan Data

2) Pengawasan dan Pengendalian

Pengawasan dan pengendalian dioperasikan secara jarak jauh pada

peralatan yang berada di gardu dan memberikan sinyal balik dan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

memberitahukan aksi kendali telah dilaksanakan. Fungsi–fungsi

pengawasan dan pengendalian diantaranya adalah:

a. Telesignalling (TS) berfungsi untuk pengiriman sinyal atas gejala

atau perubahan keadaan pada pembangkit listrik, serta pembacaan

data status peralatan pembangkit, seperti status operasi dari turbin.

Dengan ini diharapkan gangguan di pembangkit bisa dideteksi

lebih cepat karena pemantauan dari pusat kontrol terhadap status

turbin bisa diketahui dalam waktu yang real time.

b. Telecontrol (TC) berfungsi mengoperasikan turbin. TC

dilaksanakan dari ruang operator. 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 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 kontrol remote.

c. Telemetering (TM) yang berfungsi pembacaan data pengukuran

pada turbin. Hasil pemantauan ini selain digunakan sebagai

pencatat data beroperasinya tegangan distribusi juga dapat

digunakan dalam kaitannya untuk melakukan kontrol remote.

Fungsi lainya dari sistem SCADA yang terdapat di Pusat Kontrol yaitu

pencatat status dan data pengukuran yang ada dibawah pengendaliannya.

Pencatatan ini berisi status turbin, kondisi darurat, yang semuanya di lengkapi

dengan waktu terjadinya peristiwa. Hasil pencatatan akan dicetak oleh printer,

sehingga tersedia dokumentasi yang tetap. Selain itu dapat juga ditampilkan pada

layar peraga bila diinginkan oleh operator. Pusat kontrol mampu melakukan

perhitungan besaran yang diperoleh dengan waktu yang relatif singkat (lama bila

dilakukan manual). Hal ini yang menyebabkan sistem dapat dioperasikan dengan

tingkat keandalan dan keamanan yang lebih tinggi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

2.2. Pembangkit Listrik

Sebuah pembangkit listrik adalah industri yang bergerak dalam

pembangkitan energi listrik. Pembangkitan tenaga listrik yang banyak dilakukan

adalah dengan cara memutar generator sehingga didapatkan tenaga listrik arus

bolak balik tiga fasa. Tenaga mekanik yang dipakai memutar generator listrik

didapat dari mesin penggerak generator listrik atau biasa disebut penggerak mula

(prime mover).

Mesin penggerak generator listrik yang banyak digunakan adalah mesin

diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin gas. Generator adalah mesin yang

berputar. yang digunakan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik

dengan membuat gerakan relatif antara medan magnet dan konduktor. Sumber

Energi yang digunakan untuk memutar generator sangat bervariasi. Hal ini

tergantung terutama pada bahan bakar yang tersedia dan pada jenis teknologi yang

perusahaan miliki untuk membangkitkan energi listrik. Berdasarkan bahan bakar

yang digunakan Pembangkit Listrik dapat diklasifikasikan menjadi;

a. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

b. Pembangkit Listrik Tenaga Fosil dengan penjabaran Diesel, Gas Alam,

dan Batu Bara.

c. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

d. Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa yaitu seperti Limbah Tebu,

Kotoran Sapi dan Metana.

e. Pembangkit Listrik Tenaga Gas Panas di Industri hasil suatu proses,

seperti peleburan besi, dan steam (uap) sisa.

f. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Matahari / dikenal dengan Solar Cell.

Jika dikategorikan berdasarkan Prime Movernya atau penggerak utamanya,

klasifikasinya;

a. Turbin Uap

b. Turbin Gas

c. Combine Cycle atau penggabungan dari Turbin Uap dan Gas

d. Turbin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

2.2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) merupakan salah satu pembangkit

listrik yang menggunakan energi terbarukan berupa air. Salah satu keunggulan

dari pembangkit ini adalah responnya yang cepat sehingga sangat sesuai untuk

kondisi beban puncak maupun saat terjadi gangguan di jaringan. Selain kapasitas

daya keluarannya yang paling besar diantara energi terbarukan lainnya,

pembangkit listrik tenaga air ini juga telah ada sejak dahulu kala. Sistem tenaga

air mengubah energi dari air yang mengalir menjadi energi mekanik dan

kemudian biasanya menjadi energi listrik.

Air mengalir melalui kanal (penstock) melewati kincir air atau turbin

dimana air akan menabrak sudu-sudu yang menyebabkan kincir air ataupun turbin

berputar. Ketika digunakan untuk membangkitkan energi listrik, perputaran turbin

menyebabkan perputaran poros rotor pada generator. Energi yang dibangkitkan

dapat digunakan secara langsung, disimpan dalam baterai ataupun digunakan

untuk memperbaiki kualitas listrik pada jaringan. Jumlah daya listrik yang dapat

dibangkitkan pada suatu pusat pembangkit

listrik tenaga air tergantung pada ketinggian (h) dimana air jatuh dan laju aliran

airnya. Ketinggian (h) menentukan besarnya energi potensial (EP) pada pusat

pembangkit. Laju aliran air adalah volume dari air (mᵌ) yang melalui penampang

kanal air per detiknya (q mᵌ/s). Daya teoritis kasar (P kW) yang tersedia dapat

ditulis sebagai:

P = 9.81 q h………………………………… (2.1)

Daya yang tersedia ini kemudian akan diubah menggunakan turbin air menjadi

daya mekanik. Karena turbin dan peralatan elektro-mekanis lainnya memiliki

efisiensi yang lebih rendah dari 100% (biasanya 90% hingga 95%), daya listrik

yang dibangkitkan akan lebih kecil dari energi kasar yang tersedia.

PLTA skala besar lebih sering dilihat sebagai kekuatan terbesar penghasil

produksi listrik di dunia, dengan beberapa fasilitas, pembangkit listrik tenaga air

mampu menghasilkan lebih dari dua kali lipat lebih besar dari kapasitas terpasang

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

di pembangkit tenaga nuklir saat ini. Berikut adalah perkiraan klasifikasi PLTA

beradasarkan Energi Listrik yang dibangkitkan:

1. Small Hydro

Pembangkit listrik kecil atau Small Hydro adalah pembangkit listrik

tenaga air pada skala melayani komunitas kecil atau industri. Definisi

dari proyek Small hydro bervariasi, namun kapasitas pembangkitan

mencapai diatas 10 megawatt (MW) yang secara umum dapat diterima

sebagai Small hydro.

2. Micro Hydro

Micro hydro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi listrik tenaga

air yang biasanya memproduksi hingga 100 KW.

3. Pico Hydro

Pico Hydro adalah istilah yang digunakan untuk listrik tenaga air

dibawah 5 KW. Hal ini berguna dalam kecil, masyarakat terpencil yang

membutuhkan hanya sejumlah kecil listrik. Misalnya, untuk satu atau dua

lampu neon dan TV atau radio untuk beberapa rumah.

2.2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) adalah pembangkit

listrik berskala kecil (kurang dari 200 kW), yang memanfaatkan tenaga (aliran)

air sebagai sumber penghasil energi. PLTMH termasuk sumber energi terbarukan

dan layak disebut clean energy karena ramah lingkungan. Dari segi teknologi,

PLTMH dipilih karena konstruksinya sederhana, mudah dioperasikan, serta

mudah dalam perawatan dan penyediaan suku cadang. Secara ekonomi, biaya

operasi dan perawatannya relatif murah, sedangkan biaya investasinya cukup

bersaing dengan pembangkit listrik lainnya. Secara sosial, PLTMH mudah

diterima masyarakat luas (bandingkan misalnya dengan Pembangkit Listrik

Tenaga Nuklir). PLTMH biasanya dibuat dalam skala desa di daerah-daerah

terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Tenaga air yang digunakan

dapat berupa aliran air pada sistem irigasi, sungai yang dibendung atau air terjun.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

2.2.3 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro pada prinsipnya memanfaatkan

beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran

irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga

menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator

dan menghasilkan listrik.

Pembangunan PLTMH perlu diawali dengan pembangunan bendungan

untuk mengatur aliran air yang akan dimanfaatkan sebagai tenaga penggerak

PLTMH. Bendungan ini dapat berupa bendungan beton atau bendungan

beronjong. Bendungan perlu dilengkapi dengan pintu air dan saringan sampah

untuk mencegah masuknya kotoran atau endapan lumpur. Bendungan sebaiknya

dibangun pada dasar sungai yang stabil dan aman terhadap banjir. Di dekat

bendungan dibangun bangunan pengambilan (intake). Kemudian dilanjutkan

dengan pembuatan saluran penghantar yang berfungsi mengalirkan air dari intake.

Saluran ini dilengkapi dengan saluran pelimpah pada setiap jarak tertentu

untuk mengeluarkan air yang berlebih. Saluran ini dapat berupa saluran terbuka

atau tertutup. Di ujung saluran pelimpah dibangun kolam pengendap. Kolam ini

berfungsi untuk mengendapkan pasir dan menyaring kotoran sehingga air yang

masuk ke turbin relatif bersih. Saluran ini dibuat dengan memperdalam dan

memperlebar saluran penghantar dan menambahnya dengan saluran penguras.

Kolam penenang (forebay) juga dibangun untuk menenangkan aliran air yang

akan masuk ke turbin dan mengarahkannya masuk ke pipa pesat (penstok).

Saluran ini dibuat dengan konstruksi beton dan berjarak sedekat mungkin ke

rumah turbin untuk menghemat pipa pesat. Pipa pesat berfungsi mengalirkan air

sebelum masuk ke turbin. Dalam pipa ini, energi potensial air di kolam penenang

diubah menjadi energi kinetik yang akan memutar roda turbin. Biasanya terbuat

dari pipa baja yang dirol, lalu dilas. Untuk sambungan antar pipa digunakan flens.

Pipa ini harus didukung oleh pondasi yang mampu menahan beban statis dan

dinamisnya. Pondasi dan dudukan ini diusahakan selurus mungkin, karena itu

perlu dirancang sesuai dengan kondisi tanah.

Turbin, generator dan sistem kontrol masing-masing diletakkan dalam

sebuah rumah yang terpisah. Pondasi turbin-generator juga harus dipisahkan dari

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

pondasi rumahnya. Tujuannya adalah untuk menghindari masalah akibat getaran.

Rumah turbin harus dirancang sedemikian agar memudahkan perawatan dan

pemeriksaan. Setelah keluar dari pipa pesat, air akan memasuki turbin pada bagian

inlet. Di dalamnya terdapat guided vane untuk mengatur pembukaan dan

penutupan turbin serta mengatur jumlah air yang masuk ke runner/blade

(komponen utama turbin). Runner terbuat dari baja dengan kekuatan tarik tinggi

yang dilas pada dua buah piringan sejajar. Aliran air akan memutar runner dan

menghasilkan energi kinetik yang akan memutar poros turbin.

Energi yang timbul akibat putaran poros kemudian ditransmisikan ke

generator. Seluruh sistem ini harus balance. Turbin perlu dilengkapi casing yang

berfungsi mengarahkan air ke runner. Pada bagian bawah casing terdapat

pengunci turbin. Bantalan (bearing) terdapat pada sebelah kiri dan kanan poros

dan berfungsi untuk menyangga poros agar dapat berputar dengan lancar. Daya

poros dari turbin ini harus ditransmisikan ke generator agar dapat diubah menjadi

energi listrik. Generator yang dapat digunakan pada mikrohidro adalah generator

sinkron dan generator induksi.

Sistem transmisi daya ini dapat berupa sistem transmisi langsung (daya poros

langsung dihubungkan dengan poros generator dengan bantuan kopling), atau

sistem transmisi daya tidak langsung, yaitu menggunakan sabuk atau belt untuk

memindahkan daya antara dua poros sejajar. Keuntungan sistem transmisi

langsung adalah lebih kompak, mudah dirawat, dan efisiensinya lebih tinggi.

Tetapi sumbu poros harus benar-benar lurus dan putaran poros generator harus

sama dengan kecepatan putar poros turbin. Masalah ketidaklurusan sumbu dapat

diatasi dengan bantuan kopling fleksibel. Gearbox dapat digunakan untuk

mengoreksi rasio kecepatan putaran.

Sistem transmisi tidak langsung memungkinkan adanya variasi dalam

penggunaan generator secara lebih luas karena kecepatan putar poros generator

tidak perlu sama dengan kecepatan putar poros turbin. Jenis sabuk yang biasa

digunakan untuk PLTMH skala besar adalah jenis flat belt, sedangkan V-belt

digunakan untuk skala di bawah 20 kW. Komponen pendukung yang diperlukan

pada sistem ini adalah pulley, bantalan dan kopling. Listrik yang dihasilkan oleh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

generator dapat langsung ditransmisikan lewat kabel pada tiang-tiang listrik

menuju rumah konsumen.

2.3. AVR ATMega 16

AVR ATMega 16 merupakan salah satu jenis mikrokontroler dari keluarga

AVR. ATMega 16 mempunyai fitur yang cukup lengkap, mulai dari kapasitas

memori program dan memori data yang cukup besar, interupsi, timer/counter,

PWM, USART, TWI, analog komparator, EEPROM internal dan juga ADC

internal. Fitur yang cukup lengkap ini memungkinkan ATMega 16 untuk

digunakan dalam perancangan suatu sistem untuk kepentingan komersil, dari

sistem yang sederhana sampai dengan sistem yang relatif kompleks. Berikut ini

adalah fitur-fitur yang dimiliki Mikrokontroler ATMega 16 :

a. Sistem Mikrokontroler AVR 8 bit yang memiliki kemampuan tinggi

dengan daya rendah.

b. CPU yang terdiri atas 32 register.

c. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi

16 MHz.

d. Memiliki kapasitas flash memori 16 Kbyte, SRAM 1 Kbyte, dan

EEPROM 512 byte.

e. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port

D.

f. Unit interupsi internal dan eksternal.

g. Port USART untuk komunikasi serial.

h. Fitur Peripheral, antara lain:

a) Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.

b) Analog to Digital Converter (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.

h) Tegangan operasi 2,7 V – 5,5 V pada ATMega16L.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

2.3.1 Konfigurasi Pin ATMega 16

Pin-pin pada ATmega16 dengan kemasan 40-pin dual inline package

(DIP). Kemasan pin tersebut terdiri dari 4 Port yaitu Port A, Port B, Port C,Port

D yang masing-masing Port terdiri dari 8 buah pin. Selain itu juga terdapat

RESET, VCC, GND 2 buah, VCC, AVCC, XTAL1, XTAL2 dan AREF.

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin ATMega 16

PIN KETERANGAN

1-8

Port B, adalah port I/O 8-bit bi-directional dengan resistor-resistor internal pull-

up. Buffer output port B mempunyai karaketristik 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.

9 Reset Sebuah low level pulsa yang lebih lama daripada lebar pulsa minimum

pada pin ini akan menghasilkan reset meskipun clock tidak berjalan.

10 VCC, Suplai tegangan digital.

11 GND, Ground

12 XTAL2, Output dari inverting penguat Oscilator.

13 XTAL1, Input inverting penguat Oscilator dan input intenal clock operasi

rangkaian.

14-21

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 seklipun clock tidak aktif.

22-29

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.

30

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

31 GND, Ground

32 AREF, Pin referensi analog untuk A/D konverter

33-40

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

resistor- resistor pull-up diaktifkan. Pin-pin port A adalah tri- state ketika kondisi

reset menjadi aktif sekalipun clock tidak aktif.

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 16

2.3.2 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. Diagram blok mikrokontroler AVR ATMega16 dapat

dilihat pada gambar 2.4 di bawah ini.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Gambar 2.3 Diagram Block ATMega 16

2.3.3 Serial pada ATMega 16

Universal synchronous dan asynchronous pemancar dan penerima serial

adalah suatu alat komunikasi serial sangat fleksibel. Jenis yang utama adalah :

a. Operasi full duplex (register penerima dan pengirim serial dapat berdiri

sendiri)

b. Operasi Asychronous atau synchronous

c. Master atau slave mendapat clock dengan operasi synchronous

d. Pembangkit baud rate dengan resolusi tinggi

e. Dukung frames serial dengan 5, 6, 7, 8 atau 9 Data bit dan 1 atau 2 Stop

bit

f. Tahap odd atau even parity dan parity check didukung oleh hardware

g. Pendeteksian data overrun

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

h. Pendeteksi framing error

i. Pemfilteran gangguan (noise) meliputi pendeteksian bit false start dan

pendeteksian low pass filter digital

j. Tiga interrupt terdiri dari TX complete, TX data register empty dan RX

complete.

k. Mode komunikasi multi-processor

l. Mode komunikasi double speed asynchronous

2.3.4 Sistem Minimum ATMega 16

Sistem minimum adalah rangkaian elektronika yang terdiri dari

komponen-komponen dasar yang dibutuhkan oleh suatu mikrokontroler untuk

dapat berfungsi dengan baik. Pada umumnya, suatu mikrokontroler membutuhkan

tiga elemen untuk berfungsi yaitu power supply, kristal oscillator (XTAL), dan

Rangkaian RESET.

a. Power Supply

Catu daya merupakan nyawa bagi sismin ATMega 16. Tanpa catu daya,

komponen sismin ini tidak akan pernah berfungsi. Catu daya untuk sismin ini

adalah tegangan DC yang inputnya diberi 5 Volt DC. Untuk itu tegangan AC

220 Volt harus ditransformasikan ke 12 Volt dan selanjutnya di searahkan

sehingga bisa menyuplai kebutuhan sismin ATMega 16.

b. Oscillator

Analogi fungsi kristal oscillator adalah jantung pada tubuh manusia,

perbedaan jantung memompa darah dan seluruh kandungannya sedangkan

XTAL memompa data. Kristal yang digunakan pada ATMega 16 biasanya

menggunakan 16 MHz.

c. Reset

Fungsi rangkaian reset adalah untuk membuat mikrokontroler memulai

kembali pembacaan program, hal tersebut dibutuhkan pada saat mikrokontroler

mengalami gangguan dalam mengeksekusi program atau bisa saja ketika on,

mikrokontroler mengalami error sehingga eksekusi program tidak dimulai dari

awal. Dengan reset berperan untuk mengembalikan mikrokontroler untuk

mengeksekusi program secara berurutan yang dimulai dari awal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

2.4. Motor Induksi Tiga Fasa

Secara umum motor listrik adalah suatu alat yang dapat merubah energi

listrik menjadi enegi mekanik yang berupa tenaga putar dan motor ini bekerja

berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.

Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling banyak

digunakan. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan

diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai

akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar yang

dihasilkan oleh arus rotor.

Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tenaga tiga fasa

akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron. Medan

putar stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga

terinduksi arus, rotor pun akan berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan

putaran relatif antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan

memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus

induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun

akan bertambah besar. Jadi bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung

menurun.

2.4.1 Prinsip kerja Motor Induksi

Prinsip kerja motor induksi adalah berdasarkan induksi elektromagnetik,

yakni bila kumparan stator diberi sumber tegangan bolak-balik tiga fasa maka

arus akan mengalir pada kumparan tersebut, sehingga menimbulkan medan putar

(garis-garis gaya fluksi) yang berputar dengan kecepatan sinkron.

Garis-garis gaya fluksi (medan putar) dari stator tersebut yang berputar

akan memotong konduktor-konduktor pada rotor sehingga timbul EMF (elektro

motive force) atau GGL (gaya gerak listrik) atau tegangan induksi. Berhubung

kumparan motor merupakan rangkaian tertutup maka pada kumparan tersebut

mengalir arus. Arus yang mengalir pada konduktor rotor yang berada pada medan

magnet berputar dari stator, maka pada penghantar rotor tersebut timbul gaya-

gaya yang berpasangan dan berlawanan arah, dimana gaya-gaya tersebut berusaha

menggerakkannya dalam arah tegak lurus terhadap medan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

Penampang stator dan rotor motor induksi dengan medan magnet

diumpamakan berputar searah jarum jam. Untuk arah fluksi dan gerak yang

ditunjukkan oleh penggunaan aturan tangan kanan flemming menunjukkan bahwa

arus induksi dengan konduktor dalam konduktor pembaca dengan konduktor

mengalir arus berada dalam medan magnet dan gaya yang ditimbulkan pada

konduktor mengarah ke atas karena medan magnet dibawah konduktor lebih kuat

dari medan yang diatasnya. Agar sederhana, hanya satu konduktor yang dijelaskan

atau diperhatikan. Tetapi konduktor-konduktor rotor yang berdekatan lainnya

dalam medan stator juga mengalirkan arus dalam arah seperti konduktor yang

ditunjukkan dan juga mempunyai suatu gaya kearah atas.

Pada setengah siklus berikutnya, arah medan stator akan dibalik arus rotor

juga akan dibalik, sehingga gaya pada rotor tetap keatas. Demikian pula

konduktor dibawah kutub-kutub medan stator lain akan mempunyai gaya yang

semuanya cenderung memutar rotor searah jarum jam. Jika kopel yang dihasilkan

cukup besar untuk mengatasi kopel beban yang menahan, motor akan melakukan

percepatan searah jarum jam atau dalam arah yang sama dengan perputaran

medan magnet stator.

2.4.2 Konstruksi Motor

Motor induksi tiga fasa terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian yang

diam (stator) dan bagian yang bergerak (rotor). Untuk berbagai motor induksi tiga

fasa konstruksi statornya adalah sama, akan tetapi beda halnya dengan rotor.

Rotor motor induksi tiga fasa secara garis besar terbagi dua jenis yaitu rotor

sangkar dan rotor belitan.

Diantaranya rotor dan stator terdapat celah udara yang merupakan ruang

tempat lewat fluks stator sehingga menyebabkan rotor berputar. Celah udara

terdapat antara stator dan rotor yang diatur sedemikian rupa sehingga didapatkan

hasil kerja motor yang optimum, bila celah udara antara stator dan rotor tertalu

besar akan mengakibatkan efesiensi motor induksi menjadi rendah. Sebaiknya bila

jarak celah terlalu kecil atau sempit akan menimbulkan kerusakan mekanis pada

mesin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

Gambar 2.4 Bentuk Fisik Dari Motor Induksi Tiga Fasa

Rangka stator motor induksi didesain dengan baik dengan 4 tujuan yang jelas

yaitu:

1) Menutupi inti dan kumparan.

2) Melindungi bagian mesin yang bergerak dari kontak langsung dengan

manusia dan dari goresan yang disebabkan gangguan objek atau gangguan

udara terbuka.

3) Menyalurkan torsi kebagian peralatan pendukung mesin dan oleh karena

itu stator didesain untuk tahan terhadap gaya putar dan goncangan.

4) Berguna sebagai sarana rumahan ventilasi udara motor, sehingga

pendinginan motor lebih efektif.

2.4.2.1. Stator

Stator merupakan bagian yang diam dari motor induksi tiga fasa. Bagian

dari stator ini terdiri dari laminasi-laminasi tipis yang disusun dan dibentuk

sedemikian rupa sehingga segmen yang berbentuk silinder berhubungan satu sama

lainnya serta mempunyai alur-alur (slot) sebagai tempat konduktor, lubang pada

lapisan laminasi yang berbentuk slot pada inti stator berupa kawat tembaga atau

batang tembaga. Kumparan stator pada umumnya terdiri dari kawat tembaga

untuk motor berdaya kecil, sedangkan untuk motor berdaya besar kumparan

statornya terdiri dari lempengan tembaga. Kumparan stator berfungsi untuk

menghasilkan fluks magnet pada saat diberikan tegangan tiga fasa. Konstruksi

stator motor induksi terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut:

1) Rumah stator dari besi tulang.

2) stator dari besi lunak atau baja silikon.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

3) Alur dan gigi, bahannya sama dengan inti stator dimana alur ini

merupakan tempat meletakkan belitan stator.

4) Belitan stator dari tembaga.

5) Bantalan poros.

2.4.2.2. Rotor

Rotor merupakan bagian yang bergerak dari suatu motor induksi.

Sebagaimana halnya dengan stator, inti rotor juga merupakan susunan dari

laminasi-laminasi tipis yang umumnya terbuat dari baja silikon yang bermutu

tinggi. Laminasi tersebut dibuat sedemikian rupa sehingga merupakan segmen

yang berbentuk silinder serta memiliki alur sebagai tempat konduktor rotor.

Konstruksi rotor motor induksi terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut :

1) Inti rotor, bahannya sama dengan inti stator.

2) Alur dan gigi, bahannya sama dengan inti, Alur merupakan tempat

meletakkan belitan atau kumparan rotor.

3) Belitan rotor, bahannya dari tembaga.

4) Poros atau as.

2.4.3 Pengaturan Motor Induksi dengan Inverter

Motor induksi merupakan salah satu peralatan yang banyak digunakan di

Industri untuk keperluan penggerak berbagai proses yang ada di industri

diantaranya Pompa, Kompresor dan penggerak proses produksi lainnya.Hal ini

disebabkan karena motor induksi memiliki banyak keunggulan dibanding motor

sinkron atau motor DC yaitu :

a. konstruksi sederhana

b. tahan lama

c. perawatan mudah

d. efisiensinya tinggi.

Dibalik keunggulannya terdapat juga kelemahan yaitu dalam hal pengaturan

kecepatan dan torsi awal yang rendah. Untuk mengatasi permasalahan ini dapat

digunakan Sistem kontrol dengan mengatur Tegangan input dan Frekuensinya

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

untuk mendapatkan pengaturan kecepatan dan torsi sesuai dengan kebutuhan

proses produksi di Industri.

Parameter yang dibutuhkan dari motor induksi adalah pengaturan

kecepatan dan torsi motor. Untuk itu dibutuhkan pengaturan yang fleksibel dengan

cara mengubah frekuensi inputannya dari 50 Hz (Standar PLN) menjadi frekuensi

yang diinginkan agar motor dapat berputar pada kecepatan yang diinginkan. Salah

satu langkah yang bisa ditempuh yaitu dengan mengubah sumber AC menjadi

DC. Untuk itu dibutuhkan Rangkaian Rectifier (Penyearah) atau Converter

(Penyearah Terkendali). Pada umumnya digunakan konverter (penyearah

terkendali) untuk mendapatkan Sumber DC dari listrik AC.

Setelah listrik AC diubah jadi sumber DC maka perlu dilakukan perataan

bentuk gelombang DC yang masih mengandung ripple (riak) AC. Caranya dengan

menambahkan DC Link atau semacam regulator. Hal ini berfungsi untuk

meratakan bentuk gelombang DC agar berbentuk lurus dan stabil tidak terjadi

naik turun (riak).

Setelah didapatkan listrik DC yang murni, langkah berikutnya adalah mengubah

Listrik DC menjadi listrik AC dengan rangkaian inverter. Inverter sebenarnya

berisi rangkaian fip flop yang melakukan pensaklaran secara bergantian terhadap

listrik DC sehingga menghasilkan listrik AC. Bentuk gelombang yang dihasilkan

dengan rangkaian inverter bisa gelombang kotak atau gelombang sinus. Untuk

menghasilkan Listrik AC dari Output rangkaian inverter dengan gelombang sinus

diperlukan rangkaian PWM (Pulse Width Modulator). Rangkaian ini yang akan

mencacah listrik DC menjadi listrik AC dengan bentuk gelombang mendekati

sinus. Dengan menggunakan inverter, maka akan banyak diperoleh keuntungan

secara teknis bila dibandingkan dengan cara lain. Beberapa keuntungan tersebut

antara lain: mempunyai jangkauan kecepatan yang lebih lebar, mempunyai

beberapa pola untuk hubungan tegangan dan frekuensi, mempunyai fasilitas

penunjukan meter, mempunyai lereng akselerasi dan deselerasi yang dapat diatur

secara independen, kompak, serta sistem lebih aman.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

2.5. Komunikasi Data

Komunikasi data adalah merupakan bagian dari telekomunikasi yang

secara khusus berkenaan dengan transmisi atau pemindahan data dan

informasi diantara komputer-komputer dan piranti-piranti yang lain dalam

bentuk digital yang dikirimkan melalui media komunikasi data. Data berarti

informasi yang disajikan oleh isyarat digital. Komunikasi data merupakan

bagian vital dari suatu masyarakat informasi karena sistem ini menyediakan

infrastruktur yang memungkinkan komputer-komputer dapat berkomunikasi

satu sama lain.

Gambar 2.5 Dasar Komunikasi Data

2.5.1 Komponen Komunikasi Data

Adapun komponen pembentuk arsitektur sistem komunikasi data

antara lain :

a. Pengirim, adalah piranti yang mengirimkan data

b. Penerima, adalah piranti yang menerima data

c. Data, adalah informasi yang akan dipindahkan

d. Media pengiriman, adalah media atau saluran yang digunakan untuk

mengirimkan data

e. Protokol, adalah aturan-aturan yang berfungsi untuk menyelaraskan

hubungan.

2.5.2 Model Komunikasi data

Berikut merupakan jenis–jenis model komunikasi data yang sering

digunakan adalah :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

a. Komunikasi data simplex (satu arah)

Gambar 2.6 Komunikasi data Simplex

b. Komunikasi data half duplex (dua arah bergantian)

Gambar 2.7 Komunikasi data Half Duplex

c. Komunikasi data full duplex (dua arah bersamaan)

Gambar 2.8 Komunikasi data Full Duplex

2.5.3 Jenis Komunikasi Data

Terdapat dua jenis cara komunikasi data yaitu :

a. Komunikasi Data Parallel

Komunikasi data parallel adalah pengiriman data diantara

beberapa komputer dan ke terminal lainnya dengan merubah besaran

tegangan dan arus dalam kanal atau kabel. Dalam komunikasi data ini bit

berpindah secara satu demi satu melewati beberapa saluran pada saat

bersamaan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

b. Komunikasi Data Serial

Perbedaan yang paling mendasar antara komunikasi serial dengan

parallel adalah proses perpindahan bit melewati 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 dibangkitkan sendiri-sendiri baik ada sisi

pengirim maupun penerima. Sedangkan pada komunikasi serial asinkron

tidak diperlukan clock karena data dikirimkan dengan kecepatan tertentu

yang sama baik pada pengirim dan penerima. Kecepatan pengiriman data

(atau yang sering disebut dengan baud rate) dan fasa clock pada sisi

transmitter dan sisi receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan

sinkronisasi antara Transmitter 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 = 1/33

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, 1 ½ , atau 2 bit).

2.5.4 Protokol

Protokol adalah sebuah aturan yang mendefinisikan beberapa

fungsi yang ada dalam sebuah jaringan komputer, misalnya mengirim

pesan, data, informasi dan fungsi lain yang harus dipenuhi oleh sisi

pengirim dan sisi penerima agar komunikasi dapat berlangsung dengan

benar, walaupun sistem yang ada dalam jaringan tersebut berbeda sama

sekali. Protokol ini mengurusi perbedaan format data pada kedua sistem

hingga pada masalah koneksi listrik. Standar protokol yang terkenal yaitu

Open System Interconnecting (OSI) yang ditentukan oleh International

Standart Organization (ISO).

Adapun komponen protokol adalah sebagai berikut :

1). Aturan atau prosedur

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

- Mengatur pembentukan/pemutusan hubungan

- Mengatur proses transfer data.

2). Format atau bentuk representasi pesan

3). Kosakata (vocabulary) jenis pesan dan makna masing-masing pesan.

Secara umum fungsi dari protokol adalah untuk menghubungkan sisi

pengirim dan sisi penerima dalam berkomunikasi serta dalam bertukar

informasi agar dapat berjalan dengan baik dan benar. Sedangkan fungsi

protokol secara detail dapat dijelaskan, sebagai berikut:

1). Fragmentasi dan reassembly

Fungsi dari fragmentasi dan reasembly adalah membagi informasi

yang dikirim menjadi beberapa paket data pada saat sisi pengirim

mengirimkan informasi dan setelah diterima maka sisi penerima

akan menggabungkan lagi menjadi paket informasi yang lengkap.

2). Encaptulation

Fungsi dari encaptulation adalah melengkapi informasi yang

dikirimkan dengan address, kode-kode koreksi dan lain-lain.

3). Connection control

Fungsi dari connection control adalah membangun hubungan

(connection) komunikasi dari sisi pengirim dan sisi penerima,

dimana dalam membangun hubungan ini juga termasuk dalam hal

pengiriman data dan mengakhiri hubungan.

4). Flow control

Berfungsi sebagai pengatur perjalanan datadari sisi pengirim ke sisi

penerima.

5). Error control

Dalam pengiriman data tak lepas dari kesalahan, baik itu dalam

proses pengiriman maupun pada waktu data itu diterima. Fungsi dari

error control adalah mengontrol terjadinya kesalahan yang terjadi

pada waktu data dikirimkan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

6). Transmission service

Fungsi dari transmission service adalah memberi pelayanan

komunikasi data khususnya yang berkaitan dengan prioritas dan

keamanan serta perlindungan data.

2.5.5 Protokol Modbus

Protokol Modbus merupakan aturan-aturan komunikasi data

dengan teknik Master-Slave. Dalam konunikasi tersebut hanya terdapat

satu Master dan satu atau beberapa Slave yang membentuk sebuah

jaringan. Komunikasi Modbus selalu diawali dengan query dari Master,

dan Slave memberikan respon dengan mengirimkan data atau melakukan

aksi sesuai perintah dari Master. Master hanya melakukan satu

komunikasi dalam satu waktu. Slave hanya akan melakukan komunikasi

jika ada perintah (query) dari Master dan tidak bisa melakukan

komunikasi dengan Slave yang lain. Pada saat mengirimkan query ke

Slave, Master menggunakan 2 mode pengalamatan, yaitu:

1. Unicast mode

Master mengirimkan query kepada satu Slave. Setelah menerima dan

memproses query, Slave akan memberikan jawaban berupa respon

kepada Master.

2. Broadcast mode

Master mengirimkan perintah (query) kepada semua Slave. Pada mode

pengalamatan ini Slave tidak mengirimkan respon kepada Master.

Protokol Modbus membentuk sebuah format pesan untuk query

Master dan respon Slave.

2.5.6 Recommended Standard 485

Recommended Standard 485 (RS-485) adalah standar komunikasi

yang paling serbaguna dalam seri standar yang ditentukan oleh EIA. Itu

sebabnya RS-485 saat ini digunakan secara luas antarmuka komunikasi

data akuisisi dan kontrol aplikasi di mana beberapa node berkomunikasi

satu sama lain. Komunikasi RS-485 bisa mencapai jarak maksimal 4000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

kaki, atau setara dengan 1,2 Km. Selain itu RS-485 merupakan standar

komunikasi serial asynchronous yang menyediakan kemampuan

komunikasi, seperti kontrol aliran perangkat keras, kontrol aliran

perangkat lunak, dan paritas cek. Telah banyak digunakan selama

beberapa dekade.

Gambar 2.9 Konfigurasi IC MAX485

Berikut ini spesifikasi dari komunikasi RS-485.

Tabel 2.2 Spesifikasi komunikasi RS-485

Spesifikasi RS-485

Mode Operasi Differential

Total Jumlah Driver dan Receivers pada Satu Jalur 1 DRIVER

32 RECEIVER

Maksimum Panjang Kabel 4.000 FT.

Maximum Data Rate 10Mb / s

Voltase Driver Output Maksimum -7V s/d +12 V

Driver Output Signal Level (Loaded Min.) + /-1.5V

Driver Output Signal Level (diturunkan Max) + /-6V

Driver Load Impedance (Ohms) 54

Driver Current in High Z State Power On + /-100uA

Driver Current in High Z State POWER + /-100uA

Receiver Input Voltage Range -7V s/d +12 V

Receiver Input Sensitivity + /-200mV

Receiver Input Resistance (Ohms) > = 12k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

2.5.7 Topologi Jaringan RS-485

Topologi jaringan merupakan alasan mengapa RS-485 kini menjadi

favorit dari empat interface dalam akuisisi data dan kontrol aplikasi. RS-485

adalah satu-satunya dari interface internet working yang mampu bekerja

pada pemancar dan penerima dalam jaringan yang sama. Bila menggunakan

standar RS-485 receiver dengan resistansi masukan dari 120 Ω adalah

mungkin untuk menghubungkan 32 perangkat ke jaringan. RS-485 repeater

juga memungkinkan untuk meningkatkan jumlah node menjadi beberapa

ribu, dalam beberapa kilometer. Ini adalah alasan mengapa RS-485 ini

begitu populer dengan komputer, PLC, microcontroller dan sensor cerdas

dalam aplikasi ilmiah dan teknis.

Gambar 2.10 Topologi jaringan RS-485

Dalam gambar di atas merupakan topologi jaringan umum RS-485

yang terhubung dalam jaringan RS-485 multipoint.

1). Single Twisted Pair RS-485

Dalam versi ini, semua perangkat yang terhubung ke satu Twisted

Pair. Dengan demikian, semuanya harus memiliki driver dengan

output tri-state (termasuk 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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

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. Peningkatan throughput data yang

jelas dalam volume besar. Kadang-kadang sistem RS-485 dapat

dilihat dalam sistem poin-to-sistem poin.