Pinset ini sangat berguna untuk menangani komponen-komponen elektronika yang berukuran sangat kecil.
Pinset ini terbuat dari bahan konduktif dengan resistansi cukup tinggi. Hal ini membantu mengatasi masalah listrik statis. Listrik statis tidak akan menumpuk pada pinset ini , karena bahannya konduktif. Selain itu, muatan listrik dari badan kita juga tidak akan mengalir dengan mudah, karena pinset ini memiliki resistansi cukup tinggi, sehingga arus pembuangan (discharge) listrik statis relatif kecil.
Display LCD alfanumerik dengan jumlah karakter 20 x 4. Display ini dapat menampilkan 20 karakter mendatar, 4 karakter menurun. Setiap karakter terdiri dari 7×5 piksel. Karakter standar sudah tersedia di dalamnya. Jika ingin menambah karakter khusus juga dapat dilakukan.
LCD 20×4 tampak belakang
LCD 20×4 tampak depan
LCD ini secara bawaannya memiliki komunikasi paralel. Komunikasi dengan mikroprosesor dapat dilakukan secara paralel namun cara ini memerlukan banyak pin pada mikroprosesor. Saat ini biasanya untuk mengurangi kebutuhan pin, dipakai komunikasi serial I2C dengan bantuan komponen PCF8574
LCD 20×4 tampak belakang dengan komunikasi serial I2C
Contoh Antar Muka ke Mikrokontroler
Berikut ini beberapa contoh antar muka LCD 20×4 ke beberapa mikrokontroler
Cara pertama adalah dengan menggunakan pengukur jarak ultrasonik. Sensor ini mengukur waktu propagasi sinyal dari pemancar sampai kembali lagi ke penerima. Waktu propagasi sebanding dengan jarak tempuh. Perlu diperhatikan bahwa kecepatan suara di udara terpengaruh oleh temperatur dan kelembaban.
Salah satu sensor ultrasonik yang populer adalah HC-SR04. Sensor ini murah meriah dan sangat populer, namun agak kurang akurat, dan tidak tahan air. Kalau dipakai mengukur air terus-menerus kemungkinan akan kena korosi dari air.
HC SR04 sensor jarak ultrasonik
Sensor lain yang lebih baik adalah JSN-SR04T. Sensor ultrasonik ini kedap air, namun bagian elektroniknya harus diletakkan di tempat kering.
Sensor Kapasitif
Sensor jenis ini memanfaatkan sifat kapasitif untuk mendeteksi adanya air.
Sensor kapasitif XKC-Y25-V
Sensor ini mesti dipasang di dinding luar wadah air. Wadahnya harus non logam. Cairan harus konduktif. Prinsip kerjanya jika ada air di dekat sensor, maka akan ada perubahan kapasitansi yang dapat dideteksi oleh rangkaian di dalamnya.
Pemasangan sensor XKC-Y25-T12V
Sensor ini cocok untuk cairan yang sama sekali tidak boleh disentuh , misalnya bahan-bahan asam atau korosif lainnya.
Sensor ini hanya memberi indikasi ada / tidaknya cairan, namun tidak dapat memberikan informasi ketinggian cairan tersebut.
Berikut ini sensor ketinggian air dengan pelampung. Sensor dengan pelampung biasanya hanya memberikan indikasi on-off, tidak memberikan data ketinggian secara detail.
Pelampung sensor ketinggian air
Sensor di atas mengukur ketinggian air dengan batas atas dan batas bawah.
Berikut ini sensor ketinggian air dengan menggunakan magnet.
Pelampung sensor ketinggian air
Pada bagian busa yang bergerak di dalamnya terdapat magnet, sedangkan di bagian yang diam terdapat relay magnetik (reed relay). Dari gerakan pelampung akan menyebabkan relay membuka/ menutup tergantung ketinggian air. Kondisi relay ini dapat dibaca oleh Arduino sebagai ketinggian air.
Tekanan Air
Berikut ini beberapa sensor yang menggunakan prinsip hidrostatika.
Sensor tekanan air lengkap
Sensor tekanan air di atas mengukur tekanan air pada pipa 1/4 inch. Outputnya berupa tegangan analog. Tegangan ini dapat dibaca oleh ADC di Arduino untuk kemudian diterjemahkan menjadi ketinggian air.
Sensor tekanan air
Sensor di atas mengukur tekanan air. Sensor ini lebih profesional, dilengkapi dengan output dengan protokol current loop 4 ~ 20 mA atau RTU Modbus (RS485).
Dalam proses produksi, kadang-kadang kita perlu mengisi suatu cairan ke wadah dengan volume tertentu. Untuk itu dapat menggunakan mesin otomatis ‘liquid filling machine’ seperti berikut ini:
Liquid Filling Machine
Prinsip kerja alat tersebut adalah memompa cairan dengan durasi tertentu. Jika pompa menghasilkan tekanan dan aliran yang konsisten, maka volume air yang diisi akan sebanding dengan durasi pompa menyala.
Untuk memastikan volume yang dimasukkan tepat, ada beberapa cara:
menggunakan flow meter untuk mengukur total cairan yang sudah mengalir
menggunakan sensor ketinggian air untuk mengukur tinggi cairan dalam wadah
sensor berat untuk mengetahui total cairan di dalam wadah
menggunakan pompa yang dinyalakan dengan durasi tertentu. Jika tekanan dan aliran dari pompa konsisten, maka total cairan dalam wadah dapat diatur.
Pada percobaan ini untuk memastikan volume yang tepat dipakai durasi pompa. Pertimbangannya:
flow meter yang teliti cukup mahal
sensor ketinggian air mahal dan repot kalau dipakai pada botol yang kecil
sensor berat (load cell) cukup mahal
dari video-video pengisi botol otomatis, rata-rata menggunakan durasi, tidak menggunakan sensor lain.
Pengendalian durasi pompa cukup mudah
Berikut ini contoh sistem sederhana untuk mengisi cairan.
Cara Kerja
Air disediakan di sebuah wadah. Air dipompa dengan pompa air DC 12 volt. Air dari pompa dialirkan ke botol tujuan. Spesifikasi pompa dan selang yang dipakai dapat disesuaikan dengan keadaaan. Pada percobaan ini kebetulan yang tersedia adalah pompa DC 12 volt.
Untuk mengendalikan durasi nyala pompa, dipakai mikroprosesor Arduino. Untuk memulai pengisian, digunakan sebuah tombol (push button). Arduino tidak cukup kuat untuk menyalakan pompa, maka tegangan output dari Arduino dipakai untuk mengendalikan sebuah relay 5 volt. Catu daya untuk pompa diperoleh dari jala-jala listrik 220 volt AC , yang diubah menjadi tegangan 12 volt dengan sebuah power supply switching dengan output 12 volt 5 ampere.
Pompa air DC yang dipakai memerlukan tegangan 12 volt dan arus 3,5 ampere, sehingga power supply yang dipakai juga harus menyesuaikan.
Berikut ini komponen yang dipakai pada percobaan ini.
Sistem Pengisi Air
Komponen Utama
Berikut ini uraian komponen-komponen utama yang dipakai
Pompa air Sakai dengan input socket, output drat
Komponen utama adalah pompa air Sakai DC 12 volt , 3,5 ampere. Untuk menyalakan pompa ini diperlukan power supply 12 volt 5 ampere.
Power supply merek Thunderin 12 volt 5 ampere
Berikutnya adalah relay 5 volt. Arduino tidak dapat langsung memberikan tegangan 12 volt dan 3,5 ampere, sehingga diperlukan bantuan relay. Relay ini dikendalikan oleh tegangan 5 volt dari Arduino, dengan tegangan yang dikendalikan adalah 12 volt untuk pompa. Rating arus juga cukup untuk mengendalikan 3,5 ampere pada pompa air.
Relay 5 volt
Sebagai pengendali adalah Arduino Nano. Pada percobaan ini rangkaian dipasang di breadboard. Proses komputasi pada sistem ini tidak banyak, sehingga prosesor ATmega328 di Arduino Nano sudah cukup.
Arduino Nano
Sebagai pengganti botol dipakai gelas ukur 500 ml. Volume air yang diisi dapat langsung dilihat di gelas ukur tersebut.
Gelas ukur 500 mililiter
Video
Berikut ini tautan video percobaan pengisian. Suara pompa air cukup keras. Pada sistem ini, pompa air dinyalakan selama 10 detik. Air yang terpompa selama 10 detik adalah sekita 350 ml.
Sistem yang dibuat masih berupa proof of concept saja.
Perbaikan yang masih diperlukan:
Menu dan tampilan untuk mengubah durasi / volume yang diinginkan. Dapat ditambahkan display / LCD yang sesuai.
Sebagai contoh aki 12 volt 6 Ah adalah Yuasa YTX7L-BS. Aki ini dipilih karena barangnya tersedia di Indonesia, dan datasheet detailnya tersedia di situs Yuasa di United Kingdom (UK).
Berikut data kemampuan aki tersebut, menurut datasheetnya:
Performance Yuasa YTX7L-BS
Kapasitas untuk 10 jam adalah 6 Ah. Arusnya berarti 6 Ah / 10 jam = 0,6 ampere. Daya = P = V x I = 12 x 0,6 = 7,2 watt. Jadi aki ini dapat memberikan daya 7,2 watt selama 10 jam secara terus menerus, dengan arus 0,6 ampere.
Kapasitas untuk 20 jam adalah 6,3 Ah. Arusnya berarti 6,3 Ah / 20 jam = 0,315 ampere. Daya = P = V x I = 12 x 0,315 = 3,78 watt. Jadi aki ini dapat memberikan arus 0,315 ampere selama 20 jam secara terus menerus.
Di sisi ekstrim maksimum, aki ini memiliki CCA 100 ampere, artinya dapat memberikan arus 100 ampere selama beberapa detik saja.
Kesimpulan
Aki Yuasa YTX7L-BS dapat memberikan arus 0,6 ampere selama 10 jam
Aki Yuasa YTX7L-BS dapat memberikan arus 0,315 ampere selama 10 jam
Aki Yuasa YTX7L-BS dapat memberikan 100 ampere selama beberapa detik
Perangkat elektronika yang kita buat akan memerlukan kotak untuk pemasangannya. Salah satu kotak yang cukup baik menurut saya adalah Durabox. Kotak ini tersedia dalam berbagai ukuran. Pada artikel ini akan saya tampilkan Durabox berukuran 190 mm x 290 mm x 140 mm. Barang ini secara teknisnya dikenal dengan istilah ‘Enclosure Box’, ‘Electrical Distribution Box’, ‘Junction Box’.
Berikut ini tampak luar box Durabox tersebut.
Tampak luar
Tampak luar
Penguncinya cukup praktis menggunakan penjepit yang dapat mudah dibuka dengan tangan. Jika ingin lebih permanen, juga ada lubang di tutup yang dapat dikunci atau disekrup.
Berikut ini penampakan dengan tutup dibuka.
Penutup dibuka
Penutup terpasang dengan engsel, jadi pada pemasangan perlu diperhatikan untuk menyediakan ruang bagi pergerakan tutup tersebut. Bisa-bisa penutup terhalang oleh komponen lain ketika instalasi.
Bagian dalam
Pada bagian dalam sudah ada alas plastik yang dibaut dengan 4 buah sekrup 5mm. Adanya alas plastik ini sangat memudahkan instalasi.
Penutup dengan karet kedap air
Penutup dilengkapi dengan karet warna putih yang kedap air, sehingga memudahkan kita jika ingin mencapai IP66
Alas plastik
Terakhir, penampakan alas plastik yang dapat mudah dilepas dari dalam kotak. Komponen-komponen dapat kita rakit di alas ini, untuk kemudian baru dipasang semuanya ke dalam kotak.
Berikut ini contoh pemasangan cable gland pada box tersebut, agar kabel dapat masuk dan instalasinya tetap kedap air.
Selama ini saya menggunakan ESP32 dari model Lolin32. Sebagai alternatif, saya mencari board ESP32 dengan ukuran mirip dengan Lolin32, supaya dapat dipasang juga di breadboard. Hal ini penting karena saya sering melakukan percobaan di atas breadboard, dan mesti siap-siap juga kalau-kalau Lolin32 tidak ada lagi. Lolin32 mini sudah tidak diproduksi lagi oleh Wemos, sehingga bisa saja suatu hari tidak ada lagi.
Setelah cari sana-sini, kandidat board yang cocok adalah ESP32 DevkitC clone, atau disebut juga di pasaran sebagai NodeMCU ESP32.
Penampakan
Berikut ini tampak atas dari ESP32 DevkitC.
ESP32 DevkitC Clone tampak atas
Berikut ini tampak bawah dari ESP32 DevkitC
ESP32 DevkitC Clone tampak bawah
Berikut ini ESP32 DevkitC di atas breadboard. ESP32 ini tidak terlalu lebar, sehingga cocok untuk percobaan dengan breadboard.
ESP32 DevkitC Clone di breadboard
Ukuran board ESP32 ini mirip sekali dengan Lolin32 (Wemos). Berikut ini perbandingan lebar antara DevkitC (kiri) dan Lolin32 Lite (kanan).
ESP32 DevkitC Clone dan Lolin32
Berikut ini perbandingan panjang antara DevkitC (bawah) dan Lolin32 Lite (atas).
ESP32 Lolin32 Lite (atas) dan ESP32 DevkitC (bawah)
Pinout
Berikut ini daftar pin pada ESP32 DevkitC. Total ada 38 pin yang dikeluarkan dari ESP32, namun ada 8 pin yang sifatnya internal, jadi praktis tidak dapat dipakai untuk aplikasi normal.
Pada board ESP32 tersebut terdapat sebuah LED yang dapat dikendalikan melalui GPIO2. Berikut ini contoh membuat LED kedip dengan modifikasi software Blink.ino bawaan Arduino. Mesti ditambahkan baris ‘#define LED_BUILTIN 2’ supaya dapat mengakses pin GPIO yang benar.
#define LED_BUILTIN 2
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second
}
Pada board DevkitC yang asli tidak ada LED on board, sedangkan pada board clone ini ada LEDnya. Keberadaan LED ini cukup membantu untuk melakukan percobaan sederhana dan debugging sederhana.
Keuntungan DevkitC ini dibandingkan Lolin32 adalah tersedia tegangan 5 volt, tidak hanya 3 volt. Tegangan 5 volt ini perlu untuk beberapa sensor yang hanya dapat bekerja di tegangan 5 volt.
Maxim DS1307 adalah real time clock yang di dalamnya juga terdapat 56 byte RAM. Memori RAM ini dapat dipakai sebagai NVRAM (Non Volatile Read Only Memory).
Gambar
Berikut ini adalah modul DS1307 yang sudah dilengkapi juga dengan AT24
Weintek MT8071iP dan Weinview MT6071iP adalah 2 buah HMI (Human Machiine Interface) yang sangat mirip. Berikut ini dibahas perbandingan visual dari MT8071iP dan MT6071iP yang diperoleh di pasar Indonesia.
Perbedaan utama antara Weintek MT8071iP dan Weinview MT6071iP adalah:
Weintek MT8071iP memiliki port ethernet. Port ethernet ini dipakai untuk memasukkan program ke dalam modul HMI tersebut, dan dapat juga dikonfigurasi sebagai koneksi Modbus. Weintek MT8071iP tidak dapat memasukkan program melalui port ethernet.
Weinview MT6071iP tidak memiliki port ethernet. Port ethernet diganti dengan port USB. Memasukkan program dilakukan dengan port USB.
Foto
Berikut ini tampak depan dari Weintek MT8071iP dan Weinview MT6071iP.
Perbandingan tampak depan
Tampak depan mirip sekali, hanya beda merek (Weintek vs Weinview).
Berikut ini penampakan bagian belakang.
Perbandingan tampak belakang
Menurut manualnya, MT8071iP memerlukan power supply 24 volt DC. Namun di label bagian belakang , disebutkan dapat menggunakan supply 10V ~ 24V, sama seperti MT6071iP. Dari hasil percobaan, MT8071iP dapat menggunakan power supply 12 V DC dengan hasil baik.
Berikut ini perbandingan bagian dalam kedua HMI tersebut.
Perbandingan bagian dalam
Dari hasil pengamatan, kedua HMI menggunakan PCB (Printed Circuit Board) yang sama, dengan kode “Weintek LABS. Inc. 3353F_07 V2.1”
Kode model PCB
Berikut ini perbandingan board dalam 1 gambar. Papan rangkaian sama, perbedaannya hanya pada konektor USB dan konektor Ethernet.
Dari hasil percobaan, kedua HMI mempunyai fungsi yang sama. Harga MT8071iP sedikit lebih mahal daripada MT6071iP.
Berikut ini adalah sensor Load Cell dengan kapasitas 100 kg. Unit ini cocok dipakai sebagai sensor berat pada timbangan digital. Input memerlukan power supply 5 ~ 12 volt DC. Outputnya adalah tegangan differensial dengan tegangan sekitar 2 volt DC.
Penampakan
Load Cell Wisner LC-PB-100kg
Load Cell Wisner LC-PB-100kg
Datasheet
Datasheet load cell LC-PB-100kg
Percobaan
Load cell ini cocoknya dipasangkan dengan modul amplifier & ADC HX711
Dari hasil percobaan, pompa ini memang memerlukan arus cukup besar. Power supply 3 ampere tidak cukup untuk mengalirkan air dengan cepat.
Membongkar Pompa Air Sakai
Tahap pertama adalah membuka penutup rumah pompa yang berwarna kuning. Sekrupnya cukup keras, membukanya lebih baik menggunakan obeng plus yang besar.
Tahap selanjutnya membuka dudukan sensor tekanan.
pompa air sakai input socket, output drat
Berikutnya membongkar rumah pompa dan sensor tekanan.
Di dalam sensor tekanan ada pegas yang ditekan oleh membran dari rumah pompa. Jika tekanan cukup tinggi, maka mikroswitch akan tertekan oleh membran tersebut, sehingga sakelarnya akan membuka, sehingga motor berhenti berputar.
Motor RS-775 12 volt
Pompa Sakai ini menggunakan motor RS-775 12 volt sebagai penggerak membran di rumah pompa.
Motor dan diafragma
Di sebelah kiri adalah motor 775 12 volt. Di bagian kanan adalah rumah pompa. Pompa menggunakan sepasang membran yang digerakkan oleh motor 775 tersebut. Di bagian tengah nampak katup dan pegas penahan katup.
Power Supply
Pompa air ini menurut spesifikasinya memerlukan power supply 3,5 ampere. Dari hasil percobaan, jika menggunakan power supply 3 ampere kekuatan pompa tidak maksimal, bahkan motor berhenti berputar ketika tekanan sudah naik.
Contoh power supply yang berhasil memutar pompa ini adalah power supply berikut ini:
Ferrules, dipakai untuk merapikan kabel serabut, untuk dipasang ke sebuah terminal.
Ferrules warna biru 0.75 mm
Untuk mengencangkan ferrules dapat menggunakan tang khusus, seperti HS-202B.
Ferrules siap dikencangkan di tang HS-202B
Berikut ini contoh pemakaian ferrules untuk menyambungkan kabel ke blok terminal PCB.
Blok terminal PCB dan ferrules
Blok terminal sebelah kanan menggunakan ferrules, sedangkan blok terminal sebelah kiri tidak menggunakan ferrules. Blok paling kiri kabelnya disolder. Menurut teori, ada kemungkinan terjadi ‘cold flow’ pada kabel yang disolder, yang menyebabkan koneksi menjadi longgar. Jadi memang sebaiknya kabel serabut dijepit saja dengan ferrules, tidak usah disolder.
