APLIKASI SENSOR SUHU LM35 SEBAGAI PENDETEKSI SUHU UNTUK MENGATUR KECEPATAN MOTOR PADA KIPAS ANGIN BERTEKNOLOGI AIR MULTIPLIER
LAPORAN AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : IFAN JULLEO 061330320224
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016
LEMBAR PENGESAHAN APLIKASI SENSOR SUHU LM35 SEBAGAI PENDETEKSI SUHU UNTUK MENGATUR KECEPATAN MOTOR PADA KIPAS ANGIN BERTEKNOLOGI AIR MULTIPLIER
LAPORAN AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : IFAN JULLEO 061330320224 Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. M. Nawawi, M.T. NIP.19631222 199103 1 006
Ir. Pola Risma, M.T. NIP. 19630328 199003 2 001 Mengetahui,
Ketua Jurusan
Ketua Program Studi Teknik Elektronika
Yudi Wijanarko, S.T., M.T. NIP. 19670511 199203 1 003
Amperawan, S.T., M.T. NIP. 19670523 199303 1 002
PERNYATAAN KEASLIAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama
: Ifan Julleo
NIM
: 0613 3032 0224
Program Studi
: Teknik Elektronika
Jurusan
: Teknik Elektro
Menyatakan dengan sesungguh nya bahwa Laporan Akhir yang telah saya buat ini dengan judul “Aplikasi Sensor Suhu LM35 Sebagai Pendeteksi Suhu untuk Mengatur Kecepatan Motor pada Kipas Angin Berteknologi Air Multiplier“ adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi, serta tidak mengutip sebagian atau seluruhnya dari karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan sumbernya.
Palembang, Agustus 2016 Penulis
Ifan Julleo
MOTTO “Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan orangorang yang diberi ilmu pengetahuan”. (Q.S.Al-Mujadalah:11) Biar layar robek, Biar kemudi patah, Lebih baik mati tenggelam daripada putar haluan.
SAYA PERSEMBAHKAN KEPADA Ayah dan Ibu dan Adik-adik saya yang saya sayangi. Seluruh keluarga yang selalu mendo’akan dan memberi semangat kepada saya. Seluruh Dosen terutama Dosen pembimbing saya. Teman-teman serta sahabat seperjuangan Elektronika Angkatan 2013. Almamaterku.
ABSTRAK APLIKASI SENSOR SUHU LM35 SEBAGAI PENDETEKSI SUHU UNTUK MENGATUR KECEPATAN MOTOR PADA KIPAS ANGIN BERTEKNOLOGI AIR MULTIPLIER (2016: xix + 55 halaman + 36 gambar + 1 tabel + 5 lampiran) IFAN JULLEO 061330320224 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Kipas angin merupakan alat yang sangat dibutuhkan saat ini untuk membuat udara menjadi sejuk dan banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Tetapi kipas angin konvensional masih memiliki banyak kekurangan dan tidak aman. untuk mengatasi masalah itu penulis bertujuan untuk membuat kipas angin berteknologi Air Multipier yang aman untuk digunakan dan otomatis dalam penggunaannya maka perlu adanya penerapan “Aplikasi Sensor Suhu LM35 Sebagai Pendeteksi Untuk Mengatur Kecepatan Motor Pada Kipas Angin Berteknologi Air Multiplier”. Dengan ini dibuatlah kipas angin berteknologi Air Multiplier yang dapat mengatur kecepatan kipas secara otomatis dengan memanfaatkan Aplikasi sensor suhu LM35 sebagai pendeteksi suhu untuk mengatur kecepatan motor (Rpm) dengan pengaturan rentang suhu mulai dari 27°C sampai dengan 35°C. Rentang suhu terendah 27°C - 29°C tegangan input nya sebesar 121V dan outputnya sebesar 98V dengan Rpm 4835 - 4847, Rentang suhu sedang 30°C - 32°C tegangan inputnya sebesar 147V dan outputnya 135V dengan Rpm 6553 - 6598, Rentang suhu tertinggi 33°C - 35°C tegangan inputnya sebesar 158V dan inputnya sebesar 147V dengan Rpm 6949 - 7011, ketika suhu naik tegangan input, output, dan nilai Rpm nya juga semakin besar, besarnya nilai tersebut disebabkan oleh nilai resistansi pada sensor suhu LM35. Kata Kunci : Kipas Angin Berteknologi Air Multiplier, Sensor Suhu LM3.
viii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat kesehatan dan kekuatan serta berkat rahmat dan hidayahnya penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul “Aplikasi Sensor Suhu LM35 Sebagai Pendeteksi Suhu Untuk Mengatur Kecepatan Motor Pada Kipas Angin Berteknologi Air Multiplier” dengan baik. Laporan Akhir ini di buat untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Selama penyusunan laporan akhir ini penulis mendapatkan beberapa hambatan dan kesulitan, namun berkat dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak, segala hambatan dan kesulitan tersebut dapat terselesaikan. Untuk itu penulis menyampaikan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada : Bapak Ir. M. Nawawi, M.T. Selaku pembimbing I Ibu Ir. Pola Risma, M.T. Selaku pembimbing II Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini : 1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya 2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng.,selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Amperawan, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Seluruh dosen dan staf pada Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya yang membantu penulis dalam kelancara penulisan laporan akhir ini. 6. Kepada kedua orang tua saya yang selama ini memberikan semangat dan dukungan moril dan materil. ix
7. Teman-teman seperjuangan Elektronika 2013 yang telah membantu dengan berbagi pengetahuan dalam pembuatan laporan akhir ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Akhir ini masih terdapat kekurangan dan kekeliruan, baik mengenai isi maupun cara penulisan. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Akhir kata penulis mengharapkan semoga Laporan Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua dan semoga segala bantuan serta bimbingan yang penulis dapatkan selama ini mendapat rahmat dan ridho dari Allah SWT, Aamiin Ya Robbal A’lamiin.
Palembang, Juli 2016
Penulis
x
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .............................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ................................................................ ii MOTTO ................................................................................................. iii ABSTRAK.............................................................................................. iv ABSTRACT ........................................................................................... v KATA PENGANTAR ............................................................................ vi DAFTAR ISI .......................................................................................... viii DAFTAR TABEL .................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1 1.1
Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2
Perumusan Masalahan .................................................................. 2
1.3
Tujuan dan Manfaat ...................................................................... 2
1.3.1 Tujuan .......................................................................................... 2 1.3.2 Manfaat ........................................................................................ 2 1.4
Pembatasan Masalah .................................................................... 2
1.5
Metodelogi Penlitian .................................................................... 3
1.5.1 Metode Referensi ......................................................................... 3 1.5.2 Metode Observasi ......................................................................... 3 1.5.3 Metode Wawancara ...................................................................... 3 1.6
Sistematika Penulisan ................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ 5 2.1
Kipas Angin Berteknologi AirMultiplier ....................................... 5
2.2
Prinsip Hukum Bernaulli .............................................................. 6
2.2.1 Prinsip Bernoulli .......................................................................... 6 2.2.2 Aliran Tak-termampatkan dan Aliran Termampatkan ................... 7 2.3
Sensor Suhu LM35 ....................................................................... 8 xi
2.3.1 Karakteristik Sensor Suhu LM35 .................................................. 10 2.3.2 Akurasi Sensor Suhu LM35 .......................................................... 10 2.3.3 Prinsip Kerja Sensor Suhu LM35.................................................. 11 2.3.4 Jenis-jenis Sensor Suhu LM35 ...................................................... 12 2.3.5 Kelebihan dan Kekurangan Sensor Suhu LM35 ............................ 12 2.4
Mikrokontroller ATMega328P ..................................................... 12
2.4.1 Konfigurasi Pin ATMega328P ...................................................... 13 2.4.2 MemoryATMega328P .................................................................. 16 2.4.3 Input dan Output ATMega 328P ................................................... 18 2.5
Potensiometer ............................................................................... 18
2.5.1 Jenis-jenis Potensiometer .............................................................. 19 2.5.2 Prinsip Kerja Potensiometer ......................................................... 19 2.5.3 Fungsi-fungsi Potensiometer......................................................... 20 2.6
Relay ............................................................................................ 20
2.6.1 Prinsip Kerja Relay ....................................................................... 21 2.6.2 Fungsi Relay ................................................................................. 23 2.7
IC L293D ..................................................................................... 25
2.8
Motor DC ..................................................................................... 26
2.8.1 Sistem Penggerak Motor DC ........................................................ 27 2.8.2 Pengaturan Motor DC Menggunakan Pulse-Width Modulation ..... 28 2.8.3 Jenis Pulse-Width Modulation ........................................................... 28 2.9
Motor AC ..................................................................................... 30
2.9.1 Sistem Pengaturan Kecepatan Motor AC ...................................... 32 2.10
LCD (LiquidCrystalDisplay) ........................................................ 32
2.10.1 Pengertian dan Fungsi LCD .......................................................... 32 2.10.2 Penulisan Data Register Perintah LCD M1632 ............................. 34 2.10.3 Pembacaan Data Register Perintah LCD M1632 ........................... 34 BAB III RANCANG BANGUN ALAT ................................................. 36 3.1
Perancangan dan Tahap-tahap Perancangan .................................. 36
3.2
Blok Diagram ............................................................................... 36 xii
3.3
Perancangan Elektronik ........................................................... 38
3.3.1 Perancangan Rangkaian Sitem Minimum Arduino ........................ 38 3.3.2 Perancangan Rangkaian Sensor Suhu dan Penguat Tegangan Sensor 39 3.3.3 Perancangan Rangkaian Pengatur Kecepatan Motor DC ............... 40 3.3.4 Perancangan Rangkaian Pengatur Kecepatan Motor AC ............... 41 3.3.5 Perancangan Rangkaian Modul Relay ........................................... 42 3.3.6 Perancangan Rangkaian LCD 2*16 .............................................. 43 3.4
Perancangan Mekanik .............................................................. 44
3.4.1 Bagian Atas .................................................................................. 45 3.4.2 Bagian Bawah .............................................................................. 46 3.4.3 Bagian Motor ............................................................................... 47 3.5
Prinsip Kerja Alat ............................................................ 48
BAB IV PEMBAHASAN ....................................................................... 50 4.1
Titik Uji Pengukuran .................................................................... 50
4.2
Hasil Pengukuran ......................................................................... 51
4.3
Analisa ......................................................................................... 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................. 53 5.1
Kesimpulan .................................................................................. 53
5.2
Saran ............................................................................................ 53
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 54
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh Kipas Angin Berteknologi AirMultiplier ...................... 6 Gambar 2.2 Contoh Efek Venturi ................................................................ 7 Gambar 2.3 Sensor Suhu LM35DZ .............................................................. 9 Gambar 2.4 Skematik Rangkaian Dasar Senso Suhu LM35DZ .................... 9 Gambar 2.5 Modul Arduino Uno ................................................................. 13 Gambar 2.6 Konfigurasi Pin ATMega328P ................................................. 14 Gambar 2.7 Arsitektur ATMega328P .......................................................... 17 Gambar 2.8 Relay ........................................................................................ 21 Gambar 2.9 Prinsip KerjaRelay.................................................................... 22 Gambar 2.10 Relay Segi (contoh : Hella, Bosch dll) ...................................... 22 Gambar 2.11 Konstruksi Pin dan Bentuk Fisik IC L293D .............................. 25 Gambar 2.12 Sistem Penggerak Motor DC .................................................... 27 Gambar 2.13 Sistem Kendali ......................................................................... 27 Gambar 2.14 Ilustrasi PWM .......................................................................... 28 Gambar 2.15 Rangkaian PWM analog ................................................................ 29 Gambar 2.16 Pembentukan sinyal PWM ........................................................... 29 Gambar 2.17 Motor AC sinkron .................................................................... 30 Gambar 2.18 Motor Induksi........................................................................... 31 Gambar 2.19 Rangkaian pengaturan Kecepatan Motor AC ............................ 32 Gambar 2.20 LCD Display 2x16 ............................................................................ 33 Gambar 3.1
Blok Diagram Kipas Angin Berteknologi Air Multiplier ............ 37
Gambar 3.2 Skematik Rangkaian Arduino Uno R3 ...................................... 38 Gambar 3.3 Layout Rangkaian Arduino Uno R3.......................................... 39 Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Suhu LM35 ................................................. 40 Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Pengatur Kecepatan Motor DC L293D .... 41 Gambar 3.6 Skematik Rangkaian Driver Motor AC ..................................... 42 Gambar 3.7 Skematik Rangkaian Modul Relay ............................................ 43 Gambar 3.8 Skematik Rangkaian LCD 2*16 ............................................... 44 Gambar 3.9 Layout Rangkaian LCD 2x16 ................................................... 44 xiv
Gambar 3.10 Desain Lingkaran Plat .............................................................. 45 Gambar 3.11 Desain Tabung ......................................................................... 46 Gambar 3.12 Desain Kerangka Kipas Berteknologi Air Multiplier................. 47 Gambar 3.13 Desain Baling-Baling Motor ..................................................... 47 Gambar 3.14 Desain Cup Penahan Baling-Baling Motor ............................... 48 Gambar 3.15 Tampak Bawah Cup Penahan Baling-Baling Motor .................. 48 Gambar 4.1 Modul Sensor LM35 ................................................................ 50
xv
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil Data Seluruh Pengukur .............................................................51
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A
PERANCANGAN SOFTWARE PROGRAM DATASHEET ARDUINO UNO DATASHEET LM35 DATASHEET L293D
LAMPIRAN B
KESEPAKATAN BIMBINGAN LAPORAN AKHIR (LA)
LAMPIRAN C
LEMBAR KONSULTASI/BIMBINGAN AKHIR (LA)
LAMPIRAN D
REKOMENDASI UJIAN LAPORAN AKHIR (LA)
LAMPIRAN E
LEMBAR PELAKSANAAN REVISI LA
xvii
LAPORAN
