Permanent magnet generator how its works / cara kerja generator listrik magnet permanen

gaya gerak listrik (GGL) terjadi karena terjadi perubahan besaran medan magnet yang diterima oleh suatu konduktor dengan panjang tertentu.
misalkan sebuah konduktor  kawat tembaga sepanjang L dan berada di lingkungan yang medan magnetnya berubah ubah, dengan besaran perubahan persatuan waktu adalah dF maka di ujung dari konduktor akan terjadi beda potensial lirtrik sebesar e, yang nilainya,

adalah e=dF/dt

untuk percobaannya dapat diambil sebuah magnet, kawat tembaga 1meter, dam lampu led.

caranya:
1. buat gulungan kawat tembaga dengan diameter 3cm, habiskan gulungan kawat tembaga 1meter
2. soder kedua ujungnya pada kaki LED
3. Gerak-gerakkan magnet dekat gulungan secara perlahan hingga cepat, sehingga terjadi perubahan medan magnet disekitar lilitan tembaga.
maka lampu led akan menyala,
 sesuai denga rumus di atas bahwa sebakin besar perubahan medan magnet maka listrik akan sebakin besar. dan semakin kecil waktu perubahan, maka juga listrik akan semakin besar.

Solar dan Kincir Angin Hybrid

kincir angin dibuat di Lab Desain Dan Manufaktur, Teknik Mesin Unsyiah, hasilnya cukup memuaskan ., kincir angin jenis vertikal VAWT, dibebani denngan generator listrik menggunakan permanen magnet. generator yang digunakan jenis disk atau dikenal dengan sebutan AFPM (Axial Flux Permanent-magnet Machine)

Mekatronik bagian 3

Actuators
Actuators atau aktuator, merupakan piranti penggerak mekanik. gerakan dapat berupa gerakan melingkar/berputar maupun gerakan linier. 




Mechatronic design Practice: I

Mekatronika (2)

MICROCONTROLLER

Microcontroller sebagai sebuah “one chip solution” pada dasarnya adalah rangkaian terintregrasi (Integrated Circuit-IC) yang telah mengandung secara lengkap berbagai komponen pembentuk sebuah komputer. Berbeda dengan penggunaan microprocessor yang masih memerlukan komponen luar tambahan seperti RAM, ROM, Timer, dan sebagainya--untuk sistem microcontroller, tambahan komponen diatas secara praktis hampir tidak dibutuhkan lagi. Hal ini disebabkan semua komponen penting tersebut telah ditanam bersama dengan sistem prosesor ke dalam IC tunggal microcontroller bersangkutan. Dengan alasan itu sistem microcontroller dikenal juga dengan istilah populer the real Computer On a Chip-komputer utuh dalam keping tunggal, sedangkan sistem microprocessor dikenal dengan istilah yang lebih terbatas yaitu Computer On a Chip-komputer dalam keping tunggal.

Berdasarkan fungsinya, microcontroller secara umum digunakan untuk menjalankan program yang bersifat permanen pada sebuah aplikasi yang spesifik (misal aplikasi yang berkaitan dengan pengontrolan dan monitoring). Sedangkan program aplikasi yang dijalankan pada sistem microprosesor biasanya bersifat sementara dan berorientasi pada pengolahan data. Perbedaan fungsi kedua sistem diatas secara praktis mengakibatkan kebutuhan minimal yang harus dipenuhi juga akan berbeda (misal ditinjau dari kecepatan detak operasi, jumlah RAM, panjang register, dan lain sebagainya). Hampir tidak dapat disangkal, dewasa ini akan sukar dijumpai seseorang yang masih menggunakan komputer dengan microprocessor berbasis 8 atau 16 bit (misal microprocessor 8088 dan 8086 produk perusahaan Intel). Mengapa demikian?, salah satu alasannya— Perangkat lunak komputer yang beredar saat ini umumnya mensyaratkan kecepatan CPU yang sangat tinggi (dalam orde Mega bahkan GigaHz) serta memori dengan kapasitas sangat besar (dalam orde MegaByte) yang mana hal tersebut tidak mungkin dapat dipenuhi oleh sistem microprocessor lama tersebut. Sedangkan untuk sistem microcontroller, program yang dijalankan biasanya tidak memerlukan sumber daya sebanyak dan sebesar itu. Untuk aplikasi kontrol sederhana dan tingkat menengah, microcontroller yang digunakan cukup berbasis 4 sampai 8 bit. Microcontroller dengan ukuran lebih besar (misal 16 dan 32 bit) umumnya hanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi khusus pada bidang pengolahan citra atau bidang kontrol yang memerlukan kepresisian tinggi.

PERKEMBANGAN MICROCONTROLLER

Pada awal perkembangannya (yaitu sekitar tahun 1970-an), sumber daya perangkat keras serta perangkat lunak microcontroller yang beredar masih sangat terbatas. Saat itu, sistem microcontroller hanya dapat diprogram secara khusus dengan perangkat yang dinamakan EPROM programmer. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan umumnya berbasis bahasa assembler yang relatif sulit dipelajari.

Seiring dengan perkembangan teknologi solid state dan perangkat lunak komputer secara umum, saat ini pemrograman sistem microcontroler dirasakan relatif mudah dilakukan, terutama dengan digunakannya metode pemrograman ISP (In system Programming). Dengan menggunakan metode ini kita dapat memprogram sistem microcontroller sekaligus mengujinya pada sistem minimum atau papan pengembang (development board) secara langsung tanpa perlu lagi perangkat “pembakar“ program atau emulator secara terpisah. Selain itu, ditinjau dari aspek perangkat lunak pemrogramannya, dewasa ini banyak alternatif bahasa aras tinggi dari pihak ke-tiga, baik gratis maupun komersil yang dapat digunakan. Penggunaan bahasa aras tinggi ini (seperti Pascal, C, basic dan sebagainya) selain akan menghemat waktu pengembangan, kode program yang disusun juga akan bersifat lebih modular dan terstruktur.

Bagi para pemula yang berminat memperdalam microcontroller baik sekedar untuk tujuan penyaluran hobi atau kelak untuk tujuan yang lebih profesional, dewasa ini banyak microcontroller dari berbagai vendor yang dapat dijadikan sarana untuk berlatih (misal microcontroller PIC produk Microchip, COP-8 produk National, AT89S51/52 dan AVR produk Atmel, HC11 produk Motorola dan lain sebagainya). Untuk memutuskan microcontroller mana yang akan dijadikan sarana berlatih dan akan diperdalam secara serius, ada baiknya hal-hal berikut ini dijadikan bahan pertimbangan :

• - Apakah microcontroller tersebut mudah dijumpai dipasaran

• - Apakah banyak dukungan pihak ketiga dalam penggunaan microcontroller tersebut, (misalnya perusahaan-perusahaan pembuat papan pengembang, pemasok compiler serta debbuger untuk pemrogramannya, dan sebagainya)

• - Apakah banyak referensi dan contoh-contoh program untuk panduan anda berlatih (misalnya dari sumber-sumber internet dan buku)

• - Apakah banyak forum-forum diskusi (terutama di Internet) tempat anda dan programer lain berbagi pengalaman.

Dengan berbagai macam kelebihan yang dimiliki serta hal-hal yang menjadi bahan pertimbangan diatas, dewasa ini microcontroller AVR 8 bit produk perusahaan Atmel adalah salah satu microcontroller yang banyak merebut minat kalangan profesional dan juga cocok dijadikan sarana berlatih bagi para pemula. Hal ini selain karena ragam fitur yang ditawarkan, juga disebabkan kemudahan untuk memperoleh microcontroller tersebut (berikut papan pengembangnya) di pasaran dengan harga yang relatif murah. Selain itu berkaitan dengan rancangan arsitekturnya, microcontroller AVR ini juga cocok diprogram dengan menggunakan bahasa pemrograman aras tinggi (terutama bahasa C).

REF: kutipan langsung dari S Iwan, 2006

Elektromotive Force

Elektromotive force adalah gaya yang disebabkan oleh suatu konduktor yang dialiri arus listrik, Berikut adalah gambar dimana suatu gaya terjadi pada konduktor yang dialiri listrik dan berada di sebuah medan magnet.

 

 Gaya Lowrence besarnya adalah F=B.L.I, dengan B adalah kerapatan medan magnet (T, tesla), L panjang konduktor, dan I adalah arus listrik pada konduktor. dalam gambar tersebut juga berlaku V=B.L.v yaitu  bila sebuah konduktor melintasi medan magnet B dengan kecepatan v dan konduktor tersebut mempunyai panjang L maka pada kedua ujung konduktor tersebut akan menghasilkan tegangan sevesar V.

Mekatronika (mechatronics)

 

Mechatronic system (System technik-Germany)

Berdasarkan bahasa, Mekatronics mengandung dua buah kata, yaitu mekanika, dan elektronik. Dapat di bayangkan bahwa mekatronik adalah penggabungan antara system mekanik dan system elekronik, dimana keduanya saling medukung. hampir semua peralatan yang automatik, baik untuk kebutuhan rumah tangga, automotive maupun industri, mempunyai dasar mekatronika. 

 oleh sebab itu mekatronik adalah suatu bidang ilmu keteknikan yang menarik untuk dipelajari.

secara grafis dapat ditunjukkan dalam diagram dibawah ini

Mechatronic philosophy

Dari diagram diatas terlihat bahwa mekatronic secara lebih lanjut adalah gabungan dari tiga system utama, control system didalamnya terdapat intelligence, processing data, software.

Disini akan saya coba buat point point pembelajaran dalam kaitannya dengan mekatronika (mechatronics);

1. Difinisi dan pengenalan Mechatronics
2. Mechanical design concept 
3. Introduction electric switching
4. Introduction to Computer programming language
5. Power Supply
6. Microprocessor
7. Electromotive 
8. Actuators
9. Mechatronic design Practice: I
10. Open loop and Close loop system
11. Sensors
12. Data communication
13. ADC/DAC

 Mechanical design concept

dalam mendisain suatu mekanisme ada hal hal yang perlu untuk mejadi pertimbangan:

• Suatu desain mekanisme mesti mengacu pada manufacturing process dan material availability, sehingga desain tersebuat dapat di realisasikan.
• Minimalisasi jumlah komponen.
• Mekanisme pembebanan, gaya (Force), momen puntir (torque/torsi).
• Rigidity (kekakuan) dari mechanical system,
• Akurasi, pertimbangkan berapa akurasi yang diperlukan untuk suatu mekanisme.

 Introduction to electronic switching

Dalam mekatronik konsep elektronik switching adalah penting. elektronik switching digunakan untuk memediasi antara control system/computer dengan piranti power drive. Signal control dari komputer mempunyai daya yang rendah. Biasanya signal keluaran dari mikroprocessor mempunyai tegangan yang kecil (5V atau 3,3V) dengan arus yang yang juga kecil (dalam mA). sedangkan pitanti yang digerakkan dapat berupa motor atau aktuator yang mempunyai daya yang besar, misalkan saja sebuah motor AC dengan tegangan 220V dan daya 1kW atau sebuah "stepper motor" dengan daya yang tentunya tidak dapar di kople langsung dengan controller.

Oleh sebab itu diperlukan swirching ., baik menggunakan transistor atau yang sejenisnya (IGBT, MOS-FET)

Interfacing/driver/switch

(w w w .e l e c t r o n i c s - t u t o r i a l s .w s)

Introduction to Computer programming language

bahasa pemrograman erat kaitannya dengan mekatronik dan system intelligent. Bahasa pemrograman berisi instruksi instruksi untuk tujuan tertentu. dengan bahasa pemrograman ini dapat dibuat suatu perangkat lunak pengendalian terhadap system mekanik. Tinggkat kecanggihan dan  kepandaian dari sebuah system mekatronik dan otomatik tergantung pada perangkat lunak/pemrograman kontroler yang mengistruksikan controller untuk mengirim signal signal ke luar(output) dan ke dalam(output).

Menurut tingkat kedekatannya dengan mesin komputer, bahasa pemrograman terdiri dari:

1. Bahasa Mesin, yaitu memberikan perintah kepada komputer dengan memakai kode bahasa biner, contohnya 01100101100110
2. Bahasa Tingkat Rendah, atau dikenal dengan istilah bahasa rakitan (bah.Inggris Assembly), yaitu memberikan perintah kepada komputer dengan memakai kode-kode singkat (kode mnemonic), contohnya MOV, SUB, CMP, JMP, JGE, JL, LOOP, dsb.
3. Bahasa Tingkat Menengah, yaitu bahasa komputer yang memakai campuran instruksi dalam kata-kata bahasa manusia (lihat contoh Bahasa Tingkat Tinggi di bawah) dan instruksi yang bersifat simbolik, contohnya {, }, ?, <<, >>, &&, ||, dsb.
4. Bahasa Tingkat Tinggi, yaitu bahasa komputer yang memakai instruksi berasal dari unsur kata-kata bahasa manusia, contohnya begin, end, if, for, while, and, or, dsb.

Sebagian besar bahasa pemrograman digolongkan sebagai Bahasa Tingkat Tinggi, hanya bahasa C yang digolongkan sebagai Bahasa Tingkat Menengah dan Assembly yang merupakan Bahasa Tingkat Rendah.

POWER SUPPLY

Power supply adalan penyedia energi listrik untuk system mekatronik berbagai sumber energi kistrin yang ada dapat digolongkan menjadi dua jenis ., yaitu listrik DC (direct current), dan AC (alternating Current)

• Arus Bolak balik (AC) yang umum digunakan adalah listrik 1 phase dan listrik 3 phase

 

Arus bolak balik

 

arus 3 phasa

• Arus DC biasanya dalam bentuk battery atau didapat dari adaptor DC. 
• Battery ada beberapa jenis, yang tidak dapat dicas (rechargeable) dan battery yang tidak dapat di cas (non-rechargeable)
• Non-rechargeable battery antara lain Battery alkali (1,5V per cell), Nickle Oxihydroxide (1,7V per Cell) dan lain lain.
• Rechargeable battery antara lain, Lead Acid (2,1 V per cell), Ni-Cad (nickle cadmium, 1,2V per Cell), li-Ion (lithium-Ion, 3,7V per cell), Li-Po (lithium polimer 3,7V per cell)
• Adaptor DC mengubah arus AC dari jaringan listrik menjadi arus DC, di dalam adaptor terdapat ;sebuah transformer untuk menurunkan tegangan listrik (misalnya dari 220V menjadi 12V); sebuah penyearah (rectifier), dan capasitor untuk sebagai peredam/dumper, supaya arus menjadi lebih baik. 

Adaptor AC to DC

• Regulated DC power supply; regulated power supply dimaksudkan untuk menghasilkan tegangan DC yang stabil pada angka tertentu. misalnya untuk tegangan 12V, atau 5V. 

Home made RC Boat (4): Motor Drive and Control System

Komponen komponen yang perlu dipersiapkan untuk sistim kendali dan motor penggerak adalah sebagai berikut:

• Motor: Untuk putaran mesin yang tinggi dan torsi yang besar maka digunakan Brushless Motor . Jenis motor yang digunakan pada RC Boat ini adalah EMAX BL2215 outrunner brushless motor. dengan spesifikasi sbb;

Specification
No. Of cells	2-3x Li-Poly
Max. efficiency	82%
Max. efficiency current	14 - 24.5A (>75%)
No load current / 10 V	0,5 A
Current capacity	2215/25 16.5 A/60s 2215/20 24.5 A/60s
Internal Resistance	275 mohm
Dimensions	22x15 mm
Shaft diameter	3  mm
Weight	59 g/2.08oz.
ecomended model weight	2215/25 300-900g 2215/20 400-11

• ESC (Electronic Speed Controller): adalah sebuah modul untuk kontrol kecepatan dari motor,. Jenis nya harus disesuaikan dengan jenis motor, untuk itu ESC adalah jenis brushless motor. yaitu  Emax ESC 30A, adapun spesifikasinya adalah sebagai berikut:

Specification Output : Continues 30 A, Burst 40 A up to 10 Secs.
Input Voltage : 2-4S Lipo
BEC (Battery Elimination Circuit) Output : linear mode BEC2A
Max Speed: 240,000rpm for 2 Poles BLM, 80,000rpm for 6 poles BLM, 40,000rpm for 12 poles BLM. (BLM: BrushLess Motor)
Size : 50mm*28mm*12mm (length*width*height)

• Servo : Servo digunakan untuk kendali rudder, servo dipilih yang memiliki kekuatan memadai untuk rudder boat. TowerPro MG995

Features:

• High Speed & High Torque
• 3 Pole ferrite
• Dual ball bearing
• 3 Metal gears and 1 Resin metal gear
• Connector wire length: 32cm

Specifications:

• Size: 40.6mm x 19.8mm x  37.8mm
• Weight: 52g
• Operating Speed: 0.13sec/60degree (6.0V)
• Stall torque:15.0kg/cm (6.0V)
• Temperature Range:-20 degree to 60 degree
• Dead band width: 4ms
• Operating Voltage: 4.8V~7.2V

Digital Servo

Digital Servo Accessories

• RC Boat Radio System; system radio terdiri dari dua bagian , yauitu: Transmitter dan receiver. Transmitter yaitu bagian yang berada pada operator, sedangkan receiver adalah modul yang terdapat pada boat berfungsi sebagai pendistribusi signal kendali yang dikirimkan oleh transmitter. adapun jumlah Channel yang terdapat pada system RC menunnjukkan jumlah peralatan (servo dan ESC motor) yang dapat dikendalikan secara independent makin banyak chanel makin komplex suatu RC dapat dikendalikan. Adapun freqwensi yang digunakan tergantung dari kristal yang biasanya sekitar 35, 36, 40 atau 72Mhz . Berikut adalah contoh transmitter dan Receiver.

4 Channel FM Transmitter dari E_Sky

 

4 channel FM Receiver 

Kristal

Digital Servo

Home made RC Boat (3): Fiberglass

 Pelapisan fiberglass RC Boat, bahan yang harus disediakan adalah, fiberglass matt, resin polymer, hardener dan sebuah kuas halus 1"

 

Persiapan Pelapisan Fiberglass

  

 

Persiapan Pelapisan Fiberglass

fiberglass matt diletakkan diatas body boat kemudian dioleskan dan ditekan tekan dengan kuas agar semua buble udara yang ada dalam fiberglass keluar, karena buble udara tersebut dapat mengurangi kekuatan fiberglass itu sendiri.

Pelapisan dengan fiber dapat saja dibuat dua lapisan untuk memperkuat body RC Boat. 

N B : Untuk diperhatikan sebelum pelapisan fiberglass, letakkanlah lebih dahulu "stern shaft" pada posisinya, karena apabila telah dilapisi fiberglass maka bodi sangatlah keras dan susah untuk dilubangi.