mAh adalah satuan muatan listrik. mAh adalah singkatan dari milli ampere hour. mili artinya adalah seperseribut, jadi 1 mAh = 0,001 Ah, atau 1000 mAh = 1 Ah.
Wh atau watt-jam adalah satuan energi listrik. Satuan Wh sering dipakai untuk menyatakan jumlah energi yang tersimpan dalam suatu batere.
Rumus yang menghubungkan antara mAh dengan Wh adalah sebagai berikut
E = P x t = V x I x t = Q x V
Dengan
E: energi dalam Wh (watt-jam)
Q: muatan listrik (dalam satuan Wh / watt hour)
V: voltage, tegangan listrik dengan satuan volt
P: daya listrik (watt)
t: waktu (detik)
I: arus listrik (ampere)
Jadi untuk mengubah mAh menjadi Wh perlu diketahui tegangan. Pada kasus baterai, perlu diketahui berapa tegangan baterai tersebut.
Misal ada baterai 720 mAh. Berapa Wh kapasitas baterai tersebut?
Batere 9 volt Lithium Polymer 720 mAh
Baterai tersebut dinyatakan memiliki tegangan 9 volt, jadi kapasitas dalam Wh adalah:
mAh adalah satuan muatan listrik. mAh adalah singkatan dari milli ampere hour. mili artinya adalah seperseribut, jadi 1 mAh = 0,001 Ah, atau 1000 mAh = 1 Ah.
ampere adalah satuan arus listrik.
Rumus antara muatan listrik dan arus adalah sebagai berikut:
Q = I x t
Dengan
Q: muatan listrik, dengan satuan mAh
I: arus listrik, dengan satuan ampere
t: waktu , dengan satuan detik
Jadi untuk mengetahui ampere, kita mesti mengetahui waktu lamanya arus tersebut mengalir.
Misal ada baterai dengan muatan listrik 720 mAh. Berapakah arus pada baterai tersebut?
Batere 9 volt Lithium Polymer 720 mAh
Untuk menjawab pertanyaan tersebut diperlukan berapa lama arus tersebut mengalir. Jika misalkan arus mengalir selama 1 jam, maka
I = Q/t = 720 mAh / 1 hour = 720 mA
Jadi baterai tersebut mengalirkan arus 720 mA selama 1 jam.
Dalam prakteknya kapasitas baterai dalam mAh tergantung juga dengan besar arus pada baterai tersebut, karena makin besar arus, maka baterai makin tidak efisien. Sebagian energi dari baterai terbuang.
Untuk power bank, tegangannya adalah 5 volt, untuk baterai: tergantung tipe baterainya.
Jawaban Panjang
mAh adalah satuan muatan listrik. mAh adalah singkatan dari milli ampere hour. mili artinya adalah seperseribut, jadi 1 mAh = 0,001 Ah, atau 1000 mAh = 1 Ah.
volt adalah satuan tegangan listrik.
Tidak ada rumus yang menghubungkan antara mAh dengan volt, jadi tidak dapat diketahui 1 mAh berapa volt.
Pada baterai, mAh dipakai untuk menyatakan besar muatan listrik pada baterai tersebut. Volt dipakai untuk menyatakan tegangan listrik pada baterai tersebut.
Tegangan keluaran baterai dalam volt dapat diketahui dari tipe baterai tersebut. Misalnya:
Baterai seng mangan (1 sel) : 1,5 volt
Baterai kotak seng mangan: 9 volt ( di dalamnya ada 6 sel)
Baterai NiMh (Nickel metal hydride): 1,2 volt
Baterai LiPo (Lithium Polymer) : 2,7 volt sampai 3 volt, penuh 4,2 volt
Baterai NiCd (Nickel Cadmium) : 1,2 volt
Baterai timbal / lead acid / SLA (sealed lead acid): 2 volt setiap sel. Baterai motor biasanya ada 6 sel, jadi total 12 volt.
Tegangan keluaran suatu power bank pada port USB sudah standar yaitu 5 volt, jadi berapapun kapasitas mAh dari power bank dan apa pun tipe baterai yang dipakai di dalamnya, tegangan keluarannya adalah tetap di 5 volt.
Berikut ini contoh baterai kotak 9 volt Lithium Polymer dengan muatan 720 mAh. Tegangan keluaran baterai ini adalah 9 volt, namun akan turun seiring dengan dipakainya baterai tersebut.
Batere 9 volt Lithium Polymer 720 mAh
Berikut ini contoh power bank dengan kapasitas 10000 mAh. Outputnya adalah DC 5 volt , maksimal 2 ampere.
Smart Room dapat dibuat dengan menggunakan mikroprosesor. Berikut ini tahap-tahap pembuatan smart room tersebut.
Menentukan Tujuan Smart Room
Tahap pertama dari sebuah pekerjaan/proyek adalah menentukan tujuan utama pekerjaan tersebut.
Berikut ini beberapa alternatif tujuan sebuah smart room
Meningkatkan kenyamanan ruangan, bisa dari sisi pencahayaan, temperatur, kelembaban
Menghemat pemakaian energi. Suatu ruangan memerlukan temperatur untuk penerangan dan pemanasan/pendinginan
Meningkatkan keamanan ruangan
Menentukan Spesifikasi Sistem
Setelah tujuan ditentukan,berikutnya adalah menentukan spesifikasi teknis dari ruangan tersebut.
Hal-hal yang perlu diperhatikan pada spesifikasi smart-room:
Apakah temperatur perlu diukur?
Apakah temperatur perlu dikendalikan?
Apakah kelembaban perlu diukur?
Apakah kelembaban perlu dikendalikan?
Apakah cahaya perlu diukur?
Apakah cahaya perlu dikendalikan?
Temperatur ruangan diukur dengan ketelitian tertentu, misal 1 derajat Celcius, 0,5 derajat Celcius dan sebagainya
Rentang temperatur ruangan ditentukan. Hal ini untuk menentukan rentang sensor temperatur yang diperlukan.
Target temperatur yang diinginkan
Ketelitian pengukuran kelembaban.
Rentang kelembaban ruangan yang perlu diukur
Target kelembaban yang diinginkan.
Membuat Perancangan Sistem Secara Keseluruhan
Pada tahap ini dibuat arsitektur sistem secara keseluruhan. Aliran data & informasi ditentukan.
Perancangan perangkat keras
Pada tahap ini dilakukan pembuatan rancangan perangkat keras.
Hal-hal yang perlu ditentukan:
Menentukan mikrokontroler yang dipakai , jika menggunakan mikroprosesor
Menentukan sensor-sensor yang dipakai
Menentukan aktuator-aktuator yang diperlukan
Menentukan catu daya (power supply) yang diperlukan
Kotak untuk menyimpan perangkat
Berikut ini contoh sistem smart room dengan sebuah mikrokontroler sebagai pengendali utama.
Blok Diagram Perangkat Keras Smart-Room
Contoh prosesor populer yang dapat dipakai di antaranya:
Arduino UNO (ATmega328)
Arduino Nano (ATmega328)
ESP32 (Espressif)
ESP8266
ESP32 dan ESP8266 dapat dipakai jika kita memerlukan WiFi atau Bluetooth. Jika tidak perlu komunikasi nirkabel, cukup menggunakan Arduino berbasis ATmega328.
Contoh sensor yang dapat dipakai
LM35: sensor temperatur analog
DS18S20: sensor temperatur digital
BMP280: sensor temperatur dan tekanan udara
BME280: sensor temperatur, kelembaban dan tekanan udara
LDR (Light Dependent Resistor): sensor cahaya
Photodiode : sensor cahaya
Contoh Display yang dapat dipakai:
LCD 16×2
LCD 20×4
LCD matrix
Perancangan perangkat lunak
Pada tahap ini dilakukan hal-hal sebagai berikut
menentukan apakah akan menggunakan sistem operasi. pada sistem seperti ini sering dipakai sistem operasi waktu nyata (Real Time Operating System /RTOS ). Salah satu RTOS yang sering dipakai adalah FreeRTOS (https://www.freertos.org/)
membuat model diagram alir (flow chart)
membuat model aliran data (data flow diagram)
membuat model FSM (finite state machine) jika pada sistem terdapat proses yang memerlukan FSM
membuat model pengolahan sinyal dengan DSP (Digital Signal Processing), jika terdapat pengolahan sinyal secara digital. Umumnya melibatkan filter digital , equalizer digital, perekaman data digital.
Implementasi Perangkat Keras
Pada tahap ini dibuat papan rangkaian dengan PCB (Printed Circuit Board)
Implementasi Perangkat Lunak
Pada tahap ini dilakukan proses pembuatan perangkat lunak untuk mikrokontroler
Pengujian sistem
Pada tahap ini dilakukan pengujian untuk membandingkan antara perilaku sistem dengan spesifikasi yang diinginkan. Untuk itu diperlukan pengukuran-pengukuran untuk kemudian dibandingkan dengan angka-angka yang diinginkan pada spesifikasi.
Pengujian ini biasanya dilakukan secara kuantitatif, sehingga cukup obyektif.
Perangkat yang diperlukan untuk pengujian sistem di antaranya
Termometer digital atau analog sesuai dengan rentang temperatur dan ketelitian yang diinginkan
Higrometer digital atau analog sesuai dengan rentang kelembaban dan ketelitian pengukuran kelembaban.
Light Meter untuk mengukur pencahayaan ruangan
Voltmeter / Wattmeter untuk mengukur unjuk kerja tegangan/ arus/ daya pada rangkaian.
Validasi Sistem
Pada tahap ini dilakukan perbandingan antara tujuan sistem dengan perilaku sistem. Jika sistem yang dibuat sudah dapat menyelesaikan permasalahan di tujuan, maka sistem dapat dikatakan sudah berhasil divalidasi.
Validasi ini biasanya dilakukan secara kualitatif sehinggak agak sedikit subyektif.
Hubungan antara arus dan tahanan adalah sebagai berikut:
V = I x R
V: tegangan, satuannya volt (V)
I: arus, satuannya ampere (A)
R: tahanan, satuannya ohm
Skema rangkaian sebagai berikut:
Rangkaian baterai dan resistor
Untuk mengubah ampere ke ohm perlu diketahui besaran tegangan listriknya. Tegangan listrik ini dapat berupa jala-jala listrik PLN, baterai dan sebagainya.
Jika tegangan adalah jala-jala listrik PLN 220 volt, maka R = V/I = 220 volt /1 ampere = 220 ohm. Jadi jika ada arus 1 ampere mengalir pada suatu alat yang dihubungkan ke jala-jala listrik PLN 220 volt, maka tahanan/resistansi benda tersebut adalah 220 ohm.
Jika tegangan adalah baterai 9 volt DC, maka R = V / I = 9 volt / 1 ampere = 9 ohm.
Jika tegangan adalah baterai Nickel Metal Hybrid (NiMH) dengan tegangan 1,2 volt, maka R = V/I = 1,2 volt / 1 ampere = 1,2 ohm.
