APLIKASI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENGONTROL OPERASI POMPA BERDASARKAN TEMPERATUR REFRIGERAN SEKUNDER
Application of ATmega16 Microcontroller As Controller Of The Operating Pump According To Secondary Refrigerant Temperature
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Politeknik Negeri Bandung
Disusun Oleh GALUH SURYAWIJAYA ( 091611037 )
PROGRAM STUDI TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
CURRICULUM VITAE PERSONAL IDENTITY A. PERSONAL IDENTITY
Nama Tempat/tanggal lahir Warga Negara Jenis Kelamin Agama Alamat
Nomor Telepon Email Motto
: : : : : :
: : :
Galuh Suryawijaya Indramayu/18 November 1991 Indonesia Laki-laki Islam Jalan Raya Windujanten No.86 RT 07 RW 02 Kecamatan Kadugede Kabupaten Kuningan, Jawa Barat 45561 08562215632
[email protected] Selalu total, loyal dan jujur
LATAR BELAKANG PENDIDIKAN 1. 2. 3. 4.
1997 sampai 2003 2003 sampai 2006 2006 sampai 2009 2009 sampai 2012
SD N 1 Windujanten SLTP N 2 Kuningan SMU N 1 Kuningan D3 Politeknik Negeri Bandung, (Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara)
Kita tidak akan pernah tahu,
sebelum kita
melakukannya.
Ingatlah satu hal,
usaha yang kita
lakukan akan sebanding dengan hasilnya.
Kupersembahkan Tugas Akhir ini Kepada Kedua Orang Tuaku Sebagai Rasa Cinta dan Terimakasiku Atas Semua Kasih Sayang yang Tiada Terhingga Semua Bait-bait do’a Selalu Menemani Langkahku Seluruh Pengorbanan Selalu Menjadi Semangatku Terima Kasih untuk Kedua Orang Tuaku Hingga Sekarang Ku Bisa Menyelesaikan Pendidikan Diploma III ini.
ABSTRAK Sistem brine cooling merupakan sebuah mesin yang menggunakan sistem
refrigerasi kompresi uap yang dilengkapi dengan refrigeran sekunder, serta
memiliki dua kabin yaitu kabin brine dan kabin produk. Distribusi refrigeran
sekunder menuju kabin produk harus dilakukan ketika temperatur refrigeran sekunder telah mencapai set point yang diharapkan untuk mengetahui chilling time yang lebih presisi. Untuk itu perlu dilakukan pengontrolan pompa yang beroperasi sesuai dengan set point temperatur yang diberikan agar distribusi
refrigeran sekunder dapat dilakukan dengan baik.
Pada tugas akhir ini, dirancang suatu sistem yang dapat mengontrol kerja pompa berdasarkan temperatur yang diberikan dan melakukan monitoring terhadap temperatur dengan objek brine. Alat ini terdiri atas hardware mikrokontroler ATMega16 sebagai otak pengontrolan sistem, LM35 untuk sensor temperatur, LCD 16x2 untuk penampil proses monitoring temperatur, keypad 4x4 sebagai input untuk mengatur set-point temperatur dan driver relay DI-Smart 2 untuk relay yang akan mengontrol pompa. Untuk software program menggunakan Bascom AVR, Proteus 7.9 dengan simulasi program yang telah dibuat dan Extreme Burner untuk memasukan program ke dalam chip mikrokontroler. Aplikasi pengontrolan dan monitoring temperatur berbasis mikrokontroler ATMega16 ini telah berfungsi dengan baik sesuai rancangan yang dilakukan. Hal ini dibuktikan dengan kesalahan pembacaan temperatur sebesar 1,10C dan pengontrolan pompa berjalan sesuai dengan set point temperatur.
Kata Kunci : Sistem monitoring temperatur, pengontrolan berdasarkan temperatur, mikrokontroler ATMega16, LM35, LCD 16x2, keypad 4x4, relay, Bascom AVR, proteus 7.9, Extreme Burner, error.
i
ABSTRACT
Brine cooling system is a machine that uses a vapor compression
refrigeration system equipped with a secondary refrigerant, and has two cabins that brine cabin and cabin products. The distribution of secondary refrigerant
into the cabin when the product should be secondary refrigerant temperature has reached set point that is expected to find more time chilling precision. For it is necessary to control a pump which operates according to the temperature set
point is given for the distribution of the secondary refrigerant can be done well.
At this final project, designed a system that can control the pump based on
the temperature of the work provided and performed by monitoring the temperature of the object brine. It consists of hardware ATmega16 microcontroller as brain control system, for the LM35 temperature sensor, LCD 16x2 for monitoring the temperature of the viewer, 4x4 keypad as the input setpoint of temperature and relay driver DI-Smart 2 for the relay that controls the pump. Bascom AVR, Proteus 7.9 for the simulation program that has been done and Extreme Burner to include programs that have been made to the microcontroller chip. On the application of temperature-based control and monitoring of this ATmega16 microcontroller is functioning properly according to the design is done, this is evidenced by the temperature there is only error of 1.1 0C and controlling the pump is running according to the temperature set point.
Key words: temperature monitoring system, based on temperature control, microcontroller ATmega16, LM35, 16x2 LCD, 4x4 keypad, relay, Bascom AVR, proteus 7,9, Extreme Burner, error.
ii
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada rab’bi, Allah SWT Tuhan Semesta Alam, penjaga langit dan bumi serta seluruh isinya yang telah
memberikan rahmat serta karunia-Nya yang sangat tidak terhitung sehingga
penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan tepat waktu. Didalam tugas akhir dengan judul “Aplikasi Mikrokontroler ATMega16 Sebagai Pengontrol Operasi Pompa Berdasarkan Temperatur Refrigeran Sekunder” ini penulis sadar bahwa dari awal sampai akhir penyusunan laporan
ini selalu mendapat bantuan moril dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena
itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tuaku 2. Kedua kakak dan adikku 3. Bapak Apip Badarudin, ST., MT dan Triaji Pangripto Pramudantoro, ST selaku pembimbing 1 dan 2 4. Bapak Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng, AP. Edi S, ST. MT dan Nur Khakim M.Sc selaku penguji. 5. Bapak Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 6. Seluruh staf dosen pengajar Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung 7. Bapak Nur Khakim M.Sc selaku wali kelas 3 – B 8. Staf administrasi Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, staf perpustakaan dan para teknisi 9. Sahabat-sahabatku Himpunan Mahasiswa Refrigerasi dan Tata Udara (HMRA) 10. Sahabat RAIIIB yang selalu mendukung 11. Nita Rosalina yang selalu memberikan semangat 12. Keluarga besar G-17A 13. Semua pihak yang telah membantu dalam tugas akhir dan penyusunan laporan ini.
iii
Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
pembaca, Amin.
Bandung, 12 Juni 2012
Penulis, Galuh Suryawijaya
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK.................................................................................................................. ABSTRACT................................................................................................................ KATA PENGANTAR................................................................................................ DAFTAR ISI............................................................................................................... DAFTAR GAMBAR.................................................................................................. DAFTAR TABEL....................................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN...............................................................................................
i ii iii v vii viii ix
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………...................................................................... 1.2 Tujuan ............................................................................................... 1.3 Batasan Masalah ………………....................................................... 1.4 Sistematika Penulisan…....................................................................
1 2 2 3
BAB II
DASAR TEORI 2.1 Brine Cooling System........................................................................ 2.2 Mikrokontroler ATMega16………………………………............... 2.2.1 Spesifikasi Mikrokontroler ATMega16................................... 2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega16…………………………………. 2.3 Sensor Temperatur LM35……………………..…………………… 2.4 LCD (Liquid Crystal Display)……………..………………………. 2.4.1 LCD character 16x2………………..……………………….. 2.5 Keypad…………………………………....……………………….. 2.6 Relay……………………………………....……………………….. 2.7 Bahasa Basic Compiler Pada BASCOM AVR..………………….. 2.7.1 Konstruksi Bahasa BASIC Pada BASCOM AVR…….……. 2.8 Simulasi Pada Proteus 7.9……………………...…………………..
4 5 5 6 7 8 8 10 12 13 13 18
BAB III
RANCANGAN SISTEM 3.1 Tujuan Perancangan Sistem……………………………………..… 3.2 Skematik Diagram Alat……………………………........................ 3.3 Tahap-tahap Perancangan……………………...…………….......... 3.4 Tabel Pemilihan Hardware……..……………..…………….......... 3.5 Pemilihan Hardware Mikrokontroler…….………………….......... 3.6 Pemilihan Sensor Temperatur LM35….…………………….......... 3.7 Pemilihan Liquid Crystal Display (LCD)……...…………….......... 3.8 Pemilihan Keypad………………………………………………………… 3.9 Pemilihan Relay…………………………………………………… 3.10 Pemilihan Downloader USBasp…………………………………. 3.11 Pemilihan Power Supply..................................................………… 3.12 Rangkaian Hardware Mikrokontroler Secara Keseluruhan……… 3.13 Tabel Pemilihan Software………………..……..……………..……
20 20 21 23 24 25 26 26 26 27 27 27 28
v
BAB IV
BAB V
3.14 Pemilihan Bahasa Basic dan BASCOM AVR.……………..…… 3.15 Pemilihan Proteus 7.9…………………….……..……………..…… 3.16 Pemilihan Extreme Burner AVR………..……..……………..…… 3.17 Pemipaan Sistem dan Titik Pengukuran…………………………. 3.18 Instalasi Kelistrikan……………………………………………… 3.19 Cara Pengoperasian…………………….……..……………..……
29 29 30 30 31 33
PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA 4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware)........................................... 4.1.1 Pengujian Sensor LM35…………………...………………... 4.1.2 Pengujian Keypad dan LCD……............................................ 4.1.3 Pengujian Relay………………..…….……………………… 4.2 Pengujian Perangkat Lunak (Software)..…..……………………… 4.2.1 Simulasi LM35…………………………….….…..………… 4.2.2 Simulasi Keypad dan LCD…………………………………. 4.2.3 Simulasi Relay…………………………….….…..………… 4.2.4 Program Keseluruhan.…………………….….…..………… 4.3 Pengujian Kerja Sistem…............................................................... 4.4 Pengambilan Data Monitoring Temperatur.....................................
36 36 43 45 45 45 46 46 47 51 52
PENUTUP 5.1 Simpulan………....…………………........................................... 5.2 Saran……………………………......................................................
54 54
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.1 Konfigurasi Pin ATMega16….………..………...…...
GAMBAR 2.2 Sensor LM35…...……………………..………...……
GAMBAR 2.3 Total Karakter LCD 16x2……………..………......… GAMBAR 2.4 Pin Antarmuka LCD 16x2..………………..….…...... GAMBAR 2.5 Rangkaian Keypad 4x4……………………………… GAMBAR 2.6 Inialisasi Keypad 4x4..………………..………...…… GAMBAR 2.7 Keypad 4x4…....…...………………..……….....…… GAMBAR 2.8 Bagian dan Skematik Relay..………..……….....…… GAMBAR 2.9 Driver Relay DI-Smart 2…………………….....…… GAMBAR 2.10 Proteus 7.9 List Menu……………………….....…… GAMBAR 3.1 Skematik Kinerja Rangkaian Alat…………………… GAMBAR 3.2 Flow Chart Perancangan dan Pembuatan Alat……… GAMBAR 3.3 Konfigurasi ATMega16 yang digunakan.…………… GAMBAR 3.4 Rangkaian Power Supply Keseluruhan.……….....….. GAMBAR 3.5 Rangkaian Mikrokontrol Keseluruhan.……….....…... GAMBAR 3.6 Contoh Tampilan BASCOM AVR....……….....…… GAMBAR 3.7 Contoh Tampilan Proteus 7.9………..……….....…… GAMBAR 3.8 Contoh Tampilan Extreme Burner AVR.…….....…… GAMBAR 3.9 Diagram Pemipaan………………………………….. GAMBAR 3.10 Diagram Kelistrikan……………………………….. GAMBAR 3.11 Start Up Display LCD……………....……….....…. GAMBAR 3.12 Permintaan Input Temperatur Brine...……….....…. GAMBAR 3.13 Penginputan Temperatur Brine……..……….....…... GAMBAR 3.14 Tampilan Setting Temperatur Brine dan Produk...... GAMBAR 3.15 Persiapan Pengoperasian Sistem.......……….....…... GAMBAR 3.16 Monitoring Temperatur…………….……….....…… GAMBAR 3.17 Displaying Shut Down Sistem……..……….....…… GAMBAR 4.1 Pengujian Tegangan Output LM35...……….....……. GAMBAR 4.2 Pengujian Temperatur LM35 dengan Objek Lingkungan………………………………………….. GAMBAR 4.3 Pengujian Temperatur LM35 dengan Objek Evaporator…………………………………………… GAMBAR 4.4 Pengujian Temperatur LM35 dengan Objek Air……. GAMBAR 4.5 Persiapan Es Batu dan Air Panas…...……….....……. GAMBAR 4.6 Grafik Linearisasi LM35 Pertama......……….....……. GAMBAR 4.7 Pengujian Relay………………….....……….....……. GAMBAR 4.8 Pengujian Simulasi LM35………...…………....……. GAMBAR 4.9 Pengujian Simulasi Keypad dan LCD….…......…….. GAMBAR 4.10 Pengujian Simulasi Relay.………...……….....……. GAMBAR 4.11 Pengujian Simulasi Keseluruhan Kerja Sistem…….. GAMBAR 4.12 Grafik Perbandingan LM35 dengan Termometer Pada Kabin Brine..………………………………………. GAMBAR 4.13 Grafik Akurasi Temperatur LM35…………………
6 8 8 9 10 11 11 12 13 19 20 22 24 27 27 29 30 30 31 32 33 33 34 34 34 34 35 37 39 40 41 41 43 45 45 46 46 47 52 53
vii
DAFTAR TABEL
TABEL 2.1 Tipe Data Pada BASCOM AVR....…..………...…...…....
TABEL 3.1 Tabel Pemilihan Hardware……………..………..………..
TABEL 3.2 Tabel Pemilihan Software..…..….……..………...……….. TABEL 4.1 Data Tegangan Output LM35..………..………...……….. TABEL 4.2 Data Pengujian LM35 dengan Objek Lingkungan……….. TABEL 4.3 Data Pengujian LM35 dengan Objek Evaporator.……….. TABEL 4.4 Data Pengujian LM35 dengan Objek Air……………....… TABEL 4.5 Pengujian Keypad dan LCD Sebelum Penyeleksian Kondisi…………………………………………………… TABEL 4.6 Pengujian Keypad dan LCD Setelah Penyeleksian Kondisi…………………………………………………… TABEL 4.7 Integrasi Program Terhadap Hardware..……………....… TABEL 4.8 Kesesuaian Kerja Pompa Berdasarkan Set Point…….…..
14 23 28 37 39 40 42 44 44 47 52
viii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Flow Chart Pemograman Flow Chart LAMPIRAN 2 Skematik Sistem Keseluruhan Skematik Sistem Skematik Simulasi LAMPIRAN 3 Source Code Code LAMPIRAN 4 Data Sheet ATMega16 LM35. Keypad 4x4 LCD 16x2 DI-Smart Relay 2 Termometer APPA51 Autonics T4WM LAMPIRAN 5 Data Pengujian dan Monitoring. Simulasi Pengujian Keypad Sebelum Penyeleksian Kondisi Pengujian Keypad Setelah Penyeleksian Kondisi Data Temperatur
ix
DAFTAR PUSTAKA
1. Datasheet keypad 4x4.
datasheet.html. Diunduh pada 6 Mei 2012
http://www.datasheetarchive.com/datasheet%20keypad%204x4-
2. Datasheet LCD 16x2. www.dfrobot.com/image/data/datasheet.pdf.
Diunduh pada 27 April 2012
3. Datasheet Mikrokontroler ATMega16.
www.atmel.com/Images/doc2466.pdf. Diunduh pada 23 April 2012
4. Datasheet Sensor Temperatur LM35. http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/NSC/LM35.html. Diunduh pada 27 April 2012 5. Fahmi. 2012. Definisi Kontroler. https://fahmizaleeits.wordpress.com/page/4/. Diunduh pada 22 April 2012 6. Mikrokontroler ATMega16. http://belajar-elektronika.com. Diunduh pada 15 Mei 2012 7. Mirza. 2012. Pemograman BASCOM AVR Termometer Digital dengan LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega32. http://goesopen.blogspot.com/2012/02/pemrograman-bascom-avrtermometer.html. Diunduh pada 16 April 2012 8. Wijana. 2009. Sensor Suhu ATMega16 Menggunakan Bascom AVR. http://www.forumsains.com/mikrokontroler-dan-robotika/sensor-suhuatmega16-menggunakan-bascom-avr/. Diunduh pada 3 Juni 2012 9. http://www.avrprojects.info/avr-projects/measure-negativetemperature-with-lm35/. Diunduh pada 23 Mei 2012
