Pengertian, sejarah dan manfaat Listrik

1. Pengertian Listrik

Listrik merupakan rangkaian yang dapat menghasilkan power (daya) atau kekuatan yang ditimbulkan karena adanya pergesekan melalui suatu proses kimia, yang dapat digunakan untuk menghasilkan panas ataupun cahaya untuk menjalankan mesin serta perangkat elektrik. Pengertian listrik menurut bahasa: listrik berasal dari kata serapan bahasa inggris yaitu electricity, electric, atau electrical. Singkatnya listrik adalah aliran muatan antara proton (muatan positif) dan elektron (muatan negatif) yang mengalir pada sebuah penghantar (konduktor) dalam suatu rangkaian. Listrik itu sendiri terdiri dari dua bagian listrik statis dan listrik dinamis, seperti pada Gambar 1 Pembagian Listrik berikut.

Gambar 1.1 Pembagian Listrik

Listrik statis yaitu ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda, Sedangkan Listrik dinamis yaitu listrik yang dapat bergerak.

2. Sekilas Sejarah Listrik

Listrik sendiri ditemukan oleh Michael Faraday, dimana Faraday menciptakan motor listrik yang pertama didunia, yaitu sebuah rangkaian pertama yang memakai aliran listrik sebagai sumber penggerak benda. tidak dapat dipungkiri penemuan tersebut merupakan cikal bakal atas seluruh motor listrik yang dipakai pada zaman sekarang. Berikut adalah gambar 2 penemuan dinamo listrik pertama kali didunia oleh Faraday.

Gambar 1.2 Dinamo Listrik

Di dunia listrik, muatan menghasilkan medan elektromagnetik yang dilakukan ke muatan lainnya. Listrik muncul akibat adanya beberapa tipe fisika:

1. Muatan Listrik : sifat beberapa partikel subatomik yang menentukan interaksi elektromagnetik. Substansi yang bermuatan listrik menghasilkan dan dipengaruhi oleh medan elektromagnetik.
2. Medan Listrik : tipe medan elektromagnetik sederhana yang dihasilkan oleh muatan listrik ketika diam (maka tidak ada arus listrik). Medan listrik menghasilkan gaya ke muatan lainnya
3. Potensial Listrik : kapasitas medan listrik untuk melakukan kerja pada sebuah muatan listrik, biasanya diukur dalam volt
4. Arus Listrik : perpindahan atau aliran partikel bermuatan listrik, biasanya diukur dalam ampere
5. Elektromagnet: Muatan berpindah menghasilkan medan magnet. Arus listrik menghasilkan medan magnet dan perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik

Baca juga: Jasa Tukang Listrik Makassar

Pada teknik elektro, listrik digunakan untuk:

1. Tenaga listrik yang digunakan untuk menghidupkan peralatan.
2. Elektronik yang berhubungan dengan sirkuit listrik yang melibatkan komponen listrik aktif seperti tabung vakum, transistor, dioda dan sirkuit terintegrasi.

3. Manfaat Listrik

Energi listrik sangatlah penting di dunia serba canggih dan modern saat ini, salah satunya yang jelas sekali terlihat manfaatnya untuk penerangan saat malam hari. Saat perusahaan penyedia jasa layanan listrik memadamkan listrik banyak diantara kita mengeluh sehingga kita tidak bisa mengecas atau mencatu daya untuk perangkat elektronik, apalagi pengusaha dan pabrik-pabrik yang sangat membutuhkan supply daya listrik untuk kelangsungan produksinya, banyak dari mereka mengeluh rugi karena sering terjadi pemadaman listrik. Ada beberapa manfaat energi listrik pada umumnya seperti berikut :

1. Penerangan pada malam hari yang membutuh energi listrik untuk menghidupkan bola lampu.
2. Catu daya perangkat elektronik seperti, Televisi, Kulkas, AC, HP, dll.
3. Bidang kesehatan yang menggunakan listrik untuk peraralatan atau perangkat medis seperti incubator, Oxymeter, Elektrokardiograf, dll.
4. Listrik juga sebagai penghasil gerak seperti, mesin pompa, kipas angin, mobil, dst.

Manfaat dari energi listrik sebenarnya masih banyak lagi, sehingga energi listrik untuk saat ini tidak bisa dipisahkan dari kehidupan.

4. Referensi

1. Wikipedia, Listrik, Oktober 2016, [Online]: https://id.wikipedia.org/wiki/Listrik.
2. Sejarah Penemuan Listrik, Oktober 2016, [Online]: http://share-all-time.blogspot.co.id/2014/01/Sejarah-penemuan-listrik-biografi-michael-faraday.html.

Tutorial Arduino Mengukur Kecepatan Angin dengan Anemometer

1. Sensor Kecepatan Angin dan Metode Pengukuran-nya

Angin merupakan suatu vektor yang mempunyai besaran dan arah. Besaran yang dimaksud adalah kecepatannya sedang arah-nya adalah dari datangnya angin. Pergerakan udara atau angin umumnya diukur dengan alat yaitu anemometer. Sensor angin atau sering disebut anemometer yang dimana kecepatan angin dihitung dari jelajah angin (cup counter anemometer) dibagi waktu (lamanya periode pengukuran). Satuan meteorologi dari kecepatan angin adalah Knots, km/jam, mil/jam atau satuan kecepatan lainnya yang relevan. Anemometer harus ditempatkan di daerah terbuka [1-2]. Gambar 1 berikut merupakan salah bentuk dari anemometer atau sensor kecepatan angin:

Gambar 1. Sensor anemometer untuk mengukur kecepatan angin [3]

Baca Juga : Jasa Listrik Makassar

Anemometer merupakan sensor angin untuk mengukur kecepatan angin di sekitaran-nya dan juga banyak digunakan pada stasiun pengukuran cuaca. Pengukuran kecepatan/RPM angin yang bisa digunakan ada beberapa metode yang digunakan, salah satunya menghitung waktu yang terjadi tiap munculnya sinyal pulsa, namun perhitungan yang diterapkan pada percobaan ini didasarkan atas konsep rotasi per menit, yakni menghitung jumlah rotasi yang dilakukan peralatan selama satu menit, jumlah rotasi tersebut dapat diketahui dengan menghitung jumlah pulsa yang dibangkitkan oleh sensor. Agar di dapatkan nya waktu pembacaan yang lebih cepat maka dapat dilakukan pengukuran dalam waktu singkat namun di kompensasi dengan faktor pengali [1-2]. 

Dalam percobaan ini, pengukuran dilakukan tiap 1 menit (menggunakan Real time clock (RTC)) dengan faktor pengalian 6, sehingga bisa didapatkan estimasi rotasi per 6 menit. Sensor yang digunakan akan memberikan pulsa sebanyak 2 kali per 1 putaran, sehingga pulsa yang terhitung dapat dibagi dua terlebih dahulu, atau dua pulsa dapat dihitung sebagai 1 pulsa [2]. 

2. Kalibrasi Sensor Kecepatan Angin

Kalibrasi dilakukan sesuai dengan datasheet dari anemometer ini. Tegangan pengukuran dilakukan dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan sederhana seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Resistor yang digunakan untuk ini adalah 10 KW. Sensor saat ini telah dibuat dengan tegangan output rangkaian 0 sampai 5V, sehingga tidak tidak memerlukan rangkaian eksternal lebih lanjut dan dapat dipasang langsung ke Arduino. Kedua tegangan dan arus kemudian dikalibrasi terhadap multimeter. Anemometer dihubungkan pada masukkan dari digital input/output (D2) pada mikrokontroler, pembacaan dari D2 hanya berupa nilai pulsa pembacaan dari mikrokontroler. Putaran cangkir anemometer mengukur kecepatan angin dengan menutup kontak sebagai magnet bergerak melewati switch. Jika kecepatan angin 1,492 MPH (2,4 km/h) maka menyebabkan saklar untuk menutup sekali per detik [2]. Untuk mendapatkan pengukuran kecepatan angin tersebut maka digunakan rangkaian pembangkit pulsa tambahan sederhana seperti gambar 2 berikut ini :

Gambar 2. Rangkaian sederhana pembangkit pulsa untuk kecepatan angin [3]

3. Hasil Kalibrasi Sensor Kecepatan Angin

Pengujian anemometer atau sensor kecepatan angin ini dilakukan dengan membandingkan anemometer keluaran pabrikan merek Flowatch dengan anemometer yang telah dirancang. Pengujian menggunakan kipas angin yang dapat diatur kecepatannya, sehingga dapat menghasilkan pengujian seperti tabel 1 berikut: 

Tabel 1 Hasil pengujian sensor kecepatan angin [3]

No.	Anemometer pabrikan Flowatch (Km/Jam)	Anemometer yang dirancang (Km/Jam)	Galat (%)
1	1.3	1.4	7.7
2	2.1	2.4	14.3
3	4.0	3.8	5.0
4	6.3	6.0	4.8
5	8.5	8.4	1.2
6	10.2	10.2	0.0
7	14.8	14.6	1.4
8	17.0	16.5	2.9
9	18.5	18.4	0.5
10	20.6	19.8	3.9
	Galat Rata-rata (%)		4.2

Hasil dari pengujian anemometer pabrikan merek flowatch dengan anemometer yang telah dirancang memiliki galat maksimum sebesar 14.3 % dan galat rata-rata sebesar 4.2 %. Ini menunjukan bahwa anemometer rancangan sudah cukup baik dalam mengukur kecepatan angin.

4. Rangkaian Instalasi Sensor Kecepatan Angin dengan Arduino

Anemometer dirangkai sesuai seperti yang ditunjukan pada gambar 3 dibawah. Dimana keluaran-nya di hubungkan pada D2 arduino dan juga dihubungkan dengan sebuah resistor 10 KW. Gambar rangkaian dari anemometer dapat dilihat pada gambar 3 berikut:

Gambar 3 Rangkaian anemometer/sensor kecepatan angin yang dihubungkan dengan arduino

5. Source Code Program Anemometer / Sensor Kecepatan Angin Untuk Arduino

Source Code Anemometer atau Sensor kecepatan angin untuk di program ke arduino yang menghasilkan pembacaan dari sensor tersebut dengan satuan Kilo Meter Per Jam (Km/h), yang akan ditampilkan pada serial komputer, seperti berikut:

volatile unsigned long RPMAnemo; //RPMAnemo interupsi untuk rutinitas putaran
volatile unsigned long ContactTime; //Waktu interupsi rutiniatas anemometer
float RPM; //RPM Untuk perhitungan
#define RPMsensor (2) //The pin location of the anemometer sensor

void setup() {
// Pengukuran RPM
RPMAnemo = 0; //Set NbTops to 0 ready for calculations
sei(); //Enables interrupts
delay (3000); //Wait 3 seconds to average
cli(); //Disable interrupts

// Konvert ke km/h (KiloMeter Per Jam)
if ((RPMAnemo >= 0) and (RPMAnemo <= 21)) RPM = RPMAnemo * 1.2;
if ((RPMAnemo > 21) and (RPMAnemo <= 45)) RPM = RPMAnemo * 1.15;
if ((RPMAnemo > 45) and (RPMAnemo <= 90)) RPM = RPMAnemo * 1.1;
if ((RPMAnemo > 90) and (RPMAnemo <= 156)) RPM = RPMAnemo * 1.0;
if ((RPMAnemo > 156) and (RPMAnemo <= 999)) RPM = RPMAnemo * 1.0;
}

void rpm () {
if ((millis() - ContactTime) > 15 ) { //Debounce of REED contact. With 15ms speed more than 150 km/h can be measured
RPMAnemo++;
ContactTime = millis();
}
}

void loop() {
Serial.begin(9600); //Serial komputer
pinMode(RPMsensor, INPUT);
attachInterrupt(0, rpm, FALLING);
Serial.print(RPM);Serial.print(" km/h");
}

Daftar Pustaka

[1] Low-Cost Wind Datalogger, November 2015, [Online]: Download
[2] Datasheet Sensor angin, November 2015, [Online]: Download
[3] M. Rizal, F., "Rancangan dan Analisis Data Logger Multichannel untuk Menentukan Performansi Panel Surya," Tesis, Unsyiah, Banda Aceh, Indonesia, 2015.

Baca Juga:

• Belajar Dasar Arduino dan Tutorial Pemograman arduino
• Tutorial Arduino Mengukur Tegangan Dengan Modul Sensor Tegangan
• Tutorial Arduino Mengukur Arus Dengan Modul Sensor Arus ACS712