APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

EMANUEL JENDRA WAHYU SAPUTRO NIM : 115114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016


TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

Oleh :


PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI FINAL PROJECT

APPLICATION OF AUTOMATIC SWITCH TO CONTROL WATER TEMPERATURE BASED ON MICROCONTROLLER

Presented As Partial Fulfillment Of The Requirements For the degree of Sarjana Teknik Electrical Engineering Study Program


ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 ii


HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS MIKROKONTROLER (APPLTCATTON OF AUTOMATTC SWTTCH TO CONTROL WATER TEMPERATURE BASED ON

MICROCONTROLLER)

Nffffi-,-%

u* Yffi*"d'ry ahvu Sh

Pembimbing

Tanggal :26 Februari 2016

il1


HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGBNDALI SUHU AIR BERBASIS MIKROKONTROLER (AppLrcATroN oF AUTOMATTC SWTTCH TO CONTROL WATER TEMPERATURE BASED ON

MTcRocoNTROLLER) disusun oleh:

Emanuel Jendra Wahlru Saputro NIM : 1151140A2

Telah dipertahankan di depan panitia penguji Pada tanggal 16 Februai2Afi Dan dinyatakan memenuhi syarat Susunan Panitia Penguji:

Nama Lengkap

Ketua

: Petrus Setyo Prabowo" S.T.,

Sekretaris

: Ir. Tjendro, M. Korn.

Anggota

: Bernadeta

M.T

Wuri, S.T., M.T.

\

Yogyakarta, 26 Februari 20 16

1V


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir

ini tidak memuat karya

atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta" 4 Februari 2016

Emanuel Jendra Wahyu Saputro


HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP

MOTTO :

Doa dan Usaha yang utama Berbuat baik dan jujur dijadikan kebiasaan

Skripsi ini kepersembahkan untuk….. Tuhan Yesus Kristus,Bunda Maria,Saint Emanuel Pembimbingku yang setia Nenek dan Utikku yang aku hormati dan cintai Petrus Djoko Sutrisno dan Lusiana Endah Sri Wahyuni Bapak dan Mamah yang aku banggakan dan aku kagumin Adekku Gabriel Trisna Dwi Anantya yang aku kasihi teruntuk Flaviana Elva Andjioe terimakasih atas canda,tawa,cinta dan dukungannya selalu buat aku hingga saat ini Elektro 2011 atas semua bantuan dan kenangan indah bersama

vi


LEMBARAN PERNYATAAN PERSBTUJUAN PUBLIKASI KARYA TLMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma

:

Nama : Emanuel Jendra Wahyu Saputro Nomor Mahasiswa :

1

15 1

14002

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul

:

APLIKASI MKI,,AR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan s@ara terbatas, dan mempublikasikannya

di internet atau media lain untuk kepentingan akademis

tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nzlma saya sebagai penulis.

Demikian pemyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta 4 Februari 2016

Emanuel Jendra Wahyu Saputro

vll


INTISARI Kebutuhan listrik untuk sumber penerangan dan suplai tegangan barang-barang elektronik semakin meningkat. Sumber tegangan alternatif dapat dimanfaatkan demi terkecukupinya kebutuhan listrik. Dengan bantuan saklar otomatis pengendali suhu air, penghematan sumber tegangan dari PLN untuk pemanasan air dapat teratasi. Karena sifat dari sumber tegangan alternatif yang pengolahannya tidak merusak lingkungan dan jumlahnya yang melimpah serta dapat dikembalikan fungsinya. Aplikasi saklar otomatis pengendali suhu air pada tugas akhir ini dibuat dengan dua sumber tegangan yaitu alternatif dan PLN. Awalnya pemanas akan memanaskan air dengan sumber tegangan alternatif. Saat sumber tegangan alternatif tidak dapat memanaskan air hingga suhu 80oC dalam waktu 15 menit, maka secara otomatis digunakan sumber tegangan PLN. Setelah suhu air 80oC terpenuhi maka alat akan menjaga kestabilan suhu air. Jika suhu air kurang dari 70oC maka akan dipanaskan kembali mengunakan sumber tegangan alternatif terlebih dahulu. Proses ini akan berakhir ketika air pada bak penampungan habis, atau pelampung sebagai sensor ketinggian air berada diposisi bawah. Hasil akhir dari pembuatan alat aplikasi saklar otomatis pengendali suhu air ini adalah pemanas air yang mampu mensaklar secara otomatis dan memanaskan air sampai suhu air 80oC. Keberhasilan dari pembuatan alat 100% dan sumber tegangan alternatif yang dapat memanaskan air selama 15 menit yaitu saat sumber 190Vac. Kata kunci : sumber alternatif atau PLN, saklar otomatis, pengendali suhu air.

viii


ABSTRACT The advantage of electricity for lighting source and supply voltage electronics goods is increasing. An alternative voltage source used to meet electricity needs. With the help of automatic switch controller water temperature, saving PLN voltage source for water heating can be resolved. Because of the nature of the voltage source alternative processing is not damaging the environment and their numbers are abundant and can be restored function. The application automatically switches controlling the water temperature in this thesis is made with two voltage sources are alternative and PLN. Initially heater will heat water with alternate voltage source. Current voltage source alternatives can not heat the water up to a temperature of 80ᴼC within 15 minutes, it will automatically use a PLN voltage source. After the water temperature is 80ᴼC met then the tool will maintain stable water temperature. If the water temperature is less than 70ᴼC then be reheated using alternate voltage source first. This process will end when the water in the tank runs out, or float as the water level sensor is positioned on the bottom. The end result of the manufacture automatic switch of water temperature controllers are water heaters that can be switched automatically and heats the water until the water temperature is 80ᴼC. The success of the manufacturing tool is 100% and a alternative voltage source to heat the water for 15 minutes is the source of 190Vac Keyword: alternative voltage or PLN, automatic switch, controlling the water temperature.

ix


KATAPENGANTAR Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir

ini dengan

baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana. Penulis mengucapkan terima kasih kepada 1. Dekan Fakultas Sains dan

:

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharna Yogyakarta.

3. Ir. Tjendro. M. Com dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritilg saran, serta motivasi dalam penulisan skripsi ini. 4. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T. , Bernadeta Wuri S.T., M.T. dosen penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, samn dalam merevisi skripsi ini. 5. Bapak, Mamah, Adekku Gebi, Pacarku Elva atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada henti.

6. Bang Ezrald, Kak Elra Respatr, Alex, Anton, Cha-ch4 Catur, Yohanes yang selalu memberikan bantuan semangat dan motivasi. 7. Staffsekretariat Teknik Elekho, atas bantuan dalam melayani mahasiswa. 8. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2011 Teknik Elektro Sanata Dharma. Semoga kita semua diberikan kesuksesan semua

9. Mbak Darmi yang selalu mensiapkan semua kebutuhan yang keluarga saya inginkan.. 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang telah

diberikan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam perpsunan laporan akhir ini masih mengalami kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena

kritik dan

saran yang membangun agar skripsi

itq penulis mengharapkan masukan,

ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi

ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.

Penulis


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ iii HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................. iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................ v HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP................................ vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ......................................... vii INTISARI ....................................................................................................................... viii ABSTRACT ................................................................................................................... ix KATA PENGANTAR ................................................................................................ x DAFTAR ISI ................................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xvi

BAB I : PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang........................................................................................................ 1

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................................... 2

1.3.

Batasan Masalah ..................................................................................................... 2

1.4.

Metodologi Penelitian ............................................................................................ 3

BAB II : DASAR TEORI 2.1.

Mikrokontroler ATMega8535 ................................................................................ 4 2.1.1.

Konfigurasi Pin ATMega8535 ................................................................ 4

2.1.2.

EEPROM ................................................................................................. 5

2.1.3.

Analog to Digital Converter .................................................................... 5

2.1.4.

ADC Multiplexer Selection Register (ADMUX) .................................... 6

2.1.5.

ADC Control and Status Register A (ADCSRA) .................................... 8

2.1.6.

Timer/Counter ......................................................................................... 9

xi

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2.1.7.

Timer/Counter 1 ...................................................................................... 10

2.1.8.

Register TIMSK ...................................................................................... 11

2.2.

Sensor Suhu PT1001 .............................................................................................. 12

2.3.

Limit Switch ............................................................................................................ 14

2.4.

Penyearah DC (Rectifer)......................................................................................... 14

2.5.

Filter......... .............................................................................................................. 15

2.6.

Trafo Step Down ..................................................................................................... 16

2.7.

Relay 2 Channel ..................................................................................................... 17

2.8.

Liquid Crystal Display (LCD) ................................................................................ 18

2.9.

Elemen Pemanas Air (Heater)................................................................................ 20

BAB III : PERANCANGAN PENELITIAN 3.1.

Gambaran Umum ................................................................................................... 21

3.2.

Perancangan Hardware .......................................................................................... 22

3.3.

3.2.1.

Sensor Suhu PT100 ................................................................................. 22

3.2.2.

Timer/Counter ......................................................................................... 23

3.2.3.

Rangkaian Pendeteksi Sumber Alternatif yang Masuk ........................... 24

3.2.4.

Sensor Ketinggian Air ............................................................................. 25

3.2.5.

LCD ......................................................................................................... 26

3.2.6.

Modul Relay ............................................................................................ 27

Perancangan Software............................................................................................. 27 3.4.1.

Diagram Alir Program Utama ................................................................. 28

3.4.2.

Perancangan Tampilan pada LCD ........................................................... 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.

Hasil Implementasi Alat ......................................................................................... 31

4.2.

Hasil Implementasi Perangkat Keras ...................................................................... 32 4.2.1.

Rangkaian Mikrokontroler dan Catu Daya .............................................. 33

4.2.2.

Rangkaian LCD 16x2 .............................................................................. 34

4.2.3.

Rangkaian Modul Relay .......................................................................... 34

4.2.4.

Rangkaian Limit Switch ........................................................................... 35

4.2.5.

Rangkaian Sensor PT100 ........................................................................ 35

xii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4.2.6. 4.3.

4.4

4.5

Rangkaian Sensor Pendeteksi Tegangan ................................................. 36

Pengujian Sistem dan Sub Bab Sistem ................................................................... 37 4.3.1.

Pengujian Limit Switch ............................................................................ 37

4.3.2.

Pengujian Rangkaian Pendeteksi Tegangan ............................................ 38

4.3.3.

Pengujian Sensor Suhu PT100 ................................................................ 40

4.3.4.

Pengujian Relay 2 Chanel ....................................................................... 43

4.3.5.

Pengambilan Data dan Analisis dengan Sumber Tegangan Alternatif ... 44

4.3.6.

Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif < 100Vac .............................. 46

4.3.7.

Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif yang Dirubah ........................ 47

4.3.8.

Analisis Pengendalian Suhu .................................................................... 48

Hasil Perancangan dan Pembahasan Perangkat Lunak .......................................... 49 4.4.1.

Program untuk Membaca Nilai Suhu Air ................................................ 49

4.4.2.

Program Limit Switch .............................................................................. 50

4.4.3.

Program Saat Sumber Alternatif Kurang Dari 100Vac ........................... 50

4.4.4.

Program Timer ......................................................................................... 51

4.4.5.

Program Pendeteksi Masukan Alternatif ................................................. 52

4.4.6.

Program Untuk Menstabilkan Suhu Air .................................................. 52

Analisis Kekurangan Sistem................................................................................... 53

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan ............................................................................................................. 54

5.2.

Saran…… ............................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAMPIRAN A List Program ............................................................................................ L1

xiii


DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1.

Konfigurasi ATMega 8535......................................................................... 5

Gambar 2.2.

Bentuk fisik Pt100 ...................................................................................... 12

Gambar 2.3.

Rangkaian pembagi tegangan ..................................................................... 13

Gambar 2.4.

Contoh limit switch ..................................................................................... 14

Gambar 2.5.

Rangkaian penyearah gelombang penuh .................................................... 14

Gambar 2.6.

Rangkaian filter pada penyearah ................................................................ 15

Gambar 2.7.

Bentuk gelombang penyearah gelombang penuh ....................................... 15

Gambar 2.8.

Trafo step down .......................................................................................... 17

Gambar 2.9.

Contoh modul relay 2 channel ................................................................... 17

Gambar 2.10. LCD Character 16x2................................................................................... 18 Gambar 2.11. Kolom dan Baris Karakter pada LCD 16x2 ............................................... 18 Gambar 2.12. Konfigurasi Pin LCD 16x2 ......................................................................... 18 Gambar 2.13. Contoh Heater ............................................................................................ 20 Gambar 3.1.

Diagram Blok Sistem ................................................................................. 21

Gambar 3.2.

Perancangan rangkaian Pt100..................................................................... 22

Gambar 3.3.

Perancangan rangkaian pendeteksi sumber alternatif ................................. 24

Gambar 3.4.

Perancangan sensor ketinggian air ............................................................. 25

Gambar 3.5.

Rangkaian limit switch pada sensor ketinggian air ..................................... 26

Gambar 3.6.

Rangkaian LCD .......................................................................................... 27

Gambar 3.7.

Rangkaian perancangan modul relay ......................................................... 27

Gambar 3.8.

Diagram alir keseluruhan sistem ................................................................ 29

Gambar 3.9.

Tampilan LCD ............................................................................................ 30

Gambar 4.1.

Hasil implementasi saklar otomatis pengendali suhu air............................ 32

Gambar 4.2.

Box sistem kontrol mikrokontroler ............................................................. 32

Gambar 4.3.

Bak penampung dan sensor air dalam satu plant ....................................... 33

Gambar 4.4.

Rangkaian mikrokontroler dan catu daya ................................................... 33

Gambar 4.5.

Rangkaian LCD 16x2 ................................................................................. 34

Gambar 4.6.

Penampakan modul relay ........................................................................... 34

Gambar 4.7.

Pemasangan limit switch............................................................................. 35

xiv

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Gambar 4.8.

Penampakan rangkaian sensor PT100 ........................................................ 35

Gambar 4.9.

Pemasangan sensor PT100 ......................................................................... 36

Gambar 4.10. Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan ............................................. 36 Gambar 4.11. Tampilan LCD saat limit switch tidak terdorong keatas............................. 37 Gambar 4.12. Pengujian nilai ripple rangkaian pendeteksi tegangan ............................... 38 Gambar 4.13. Tampilan LCD saat tegangan alternatif mencukupi ................................... 39 Gambar 4.14. Tampilan LCD saat diswitch ke sumber PLN ............................................ 39 Gambar 4.15. Grafik hasil rangkaian pendeteksi tegangan ............................................... 40 Gambar 4.16. Grafik suhu air terhadap hambatan ............................................................. 43 Gambar 4.17. Hasil pemasangan kaki-kaki modul relay .................................................. 44 Gambar 4.18. Grafik pemanasan air dengan sumber tegangan alternatif.......................... 46 Gambar 4.19. Grafik pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater ................. 49 Gambar 4.20. Program untuk membaca suhu air .............................................................. 49 Gambar 4.21. Gambar tampilan pada LCD ....................................................................... 50 Gambar 4.22. Listening program limit switch ................................................................... 50 Gambar 4.23. Hasil tampilan LCD ketika bak penampungan kosong .............................. 50 Gambar 4.24. List program switch PLN saat tegangan alternatif kurang dari 100Vac ..... 51 Gambar 4.25. List program untuk mengatur pewaktuan switch PLN ............................... 51 Gambar 4.26. List program untuk pendeteksi masukan alternatif .................................... 52 Gambar 4.27. Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan ............................................. 52

xv


DAFTAR TABEL Hal Tabel.2.1. Register ADMUX ......................................................................................... 6 Tabel.2.2. Pengaturan tegangan referensi ADC ............................................................. 7 Tabel.2.3. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 0 ............................................ 7 Tabel.2.4. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 1 ............................................ 7 Tabel.2.5. ADC Control and Status Register A (ADCSRA) ......................................... 8 Tabel.2.6. Skala Clock ADC .......................................................................................... 9 Tabel.2.7. Register TCCR 1A ......................................................................................... 10 Tabel.2.8. Register TCCR 1B ......................................................................................... 11 Tabel.2.9. Konfigurasi Bit Clock Select ......................................................................... 11 Tabel.2.10. Register TIMSK ............................................................................................. 12 Tabel.2.11. Konfigurasi Pin LCD 16x2 ........................................................................... 19 Tabel.4.1. Hasil pengujian limit switch .......................................................................... 38 Tabel.4.2. Pengujian output rangkaian pendeteksi tegangan ......................................... 40 Tabel.4.3. Pengujian output rangkaian sensor PT100 .................................................... 41 Tabel.4.3. (Lanjutan) Pengujian output rangkaian sensor PT100 .................................. 42 Tabel.4.4. Pengujian waktu pendinginan dengan suhu ruangan sekitar 28OC ............... 43 Tabel.4.5. Hasil pengujian relay in1 dan 2 .................................................................... 44 Tabel.4.6. Pengujian saat memanaskan air menggunakan tegangan alternatif .............. 45 Tabel.4.7. Pengujian alat dengan sumber tegangan alternatif > 100Vac ....................... 46 Tabel.4.8. Perbandingan suhu yang tertampil LCD dengan suhu pada multimeter ....... 47 Tabel.4.9. Pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater ............................... 48 Tabel.4.10. Pengujian kesetabilan suhu air ...................................................................... 53

xvi


BAB I PENDAHULUAN 1.1

Judul Aplikasi Saklar Otomatis untuk Pengendali Suhu Air Berbasis Mikrokontroler.

1.2

Latar Belakang PLN merupakan perusahaan milik pemerintah yang bergerak dalam bidang penyediaan

listrik di seluruh wilayah Indonesia. Listrik yang dipasok PLN dinilai belum bisa menjangkau daerah–daerah terpencil di Indonesia. Imbasnya perkembangan dan kemajuan suatu daerah sangat tergantung pada pasokan listrik yang diterima di daerah tersebut [1]. Alat-alat rumah tangga saat ini dinilai terlalu mengkonsumsi daya yang cukup besar, seperti lemari pendingin, setrika, dan pompa air. Padahal pasokan yang dimiliki PLN belum mampu mencukupi semua kebutuhan pelanggannya. Hal ini ditambah dengan sarana dan prasarana jaringan listrik yang belum menjangkau semua daerah semakin menambah kekurangan dari PLN itu sendiri. Melalui PLN pemerintah menyerukan gerakan Hemat Energi Listrik [2]. Program Hemat Energi Listrik ini dimaksudkan agar konsumen listrik pada umumnya dapat menggunakan listrik dengan lebih bijak yaitu menggunakan listrik seperlunya. Program ini juga bermaksud untuk menambah jangkauan pelayanan listrik oleh PLN dengan menambahkan sarana dan prasarana pendukung seperti pembangkit dan jaringan listrik. Peran pemerintah daerah (pemda) juga harus ikut terlibat dalam proses pemerataan pasokan listrik di wilayahnya. Dalam hal ini pemda seharusnya berkoordinasi dengan PLN dalam pemanfaatan energi alternatif, jika pembangkit konvensional seperti PLTA atau PLTPB tidak dimungkinkan untuk dibangun. Sebagai contoh, pemda DIY mulai menggunakan energi alternatif untuk mendukung ketersediaan listrik khususnya di daerah terpencil yang belum tersentuh oleh PLN [3]. Kinerja pemda DIY diwujudkan dengan membangun pembangkit listrik alternatif di daerah pesisir pantai baru. Listrik yang dihasilkan dikelola oleh warga setempat dan digunakan untuk kebutuhan rumah tangga yang berada di kawasan pantai baru 1


2

tersebut. Sebenarnya warga sekitar sudah menikmati layanan listrik dari PLN, namun atas inisiatif warga daerah dan dukungan dari Pemda DIY dibangunlah pembangkit alternatif yang memanfaatkan energi angin dan cahaya matahari sebagai sumbernya. Kemauan untuk berkreatif dan ingin memajukan daerahnya menjadikan daerah pesisir pantai baru sebagai contoh untuk daerah pesisir lainnya. Melihat dari besarnya manfaat energi alternatif maka peneliti merancang sebuah penelitian terkait dengan energi alternatif yang aplikasinya diterapkan pada pemanas air (heater). Dengan pengaplikasian alat ini, peneliti mengharapkan adanya penghematan listrik yang berasal dari PLN. Alat ini masih berupa prototype sehingga dalam perancangan digunakan regulator tegangan AC sebagai pengganti kincir angin. Regulator variabel yang digunakan memiliki jangkauan tegangan 20 - 240 VAC. Ketinggian air juga akan dideteksi menggunakan sensor level ketinggian air yang berfungsi sebagai masukan untuk saklar otomatis. Keseluruhan sistem pada alat ini dikontrol langsung oleh mikrokontroler. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega8535, mikrokontroler jenis ini banyak diaplikasikan dalam rangkaian elektronik, khususnya yang membutuhkan kontrol otomatis [4].

1.3

Tujuan dan Manfaat Melihat dari sistem yang akan dikembangkan dan nantinya bisa diaplikasikan untuk

perkembangan teknologi, peneliti menulis skripsi ini dengan tujuan untuk : 1. Menghasilkan prototype aplikasi sistem saklar otomatis pengatur suhu air. 2. Menghasilkan pemanas air dan penghematan energi listrik. Sedangkan manfaaat dari penulisan skripsi ini untuk pembaca adalah : 1. Pembaca dapat memahami mengenai cara kerja dari sistem otomatis pengatur suhu air. 2. Menjadi acuan dan rujukan pembaca dalam mengaplikasikan sistem saklar otomatis pemanas air dengan 2 sumber yang berbeda. 3. Sebagai bahan referensi mahasiswa apabila ingin mengembangkan suatu sistem saklar otomatis seperti yang dibuat penulis.

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 1.4

3

Batasan Masalah Penelitian akan dibatasi pada pembuatan sistem saklar otomatis pengendali suhu air.

Spesifikasi alat yang digunakan yaitu : 1. Heater sebagai pemanas. 2. Sumber tegangan alternatif diganti regulator variabel tegangan maksimal 240Vac. 3. Mikrokontroler AVR ATMega 8535. 4. LCD bar 2 x 16 sebagai penampil. 5. Volume air yang dipanaskan kurang lebih 1 liter. 6. Sensor Suhu PT100. 7. Suhu air yang dipanaskan hingga ± 80ᴼC

1.5

Metodeologi Penelitian Dalam perancangan tugas akhir ini, langkah-langkah yang dilakukan sebagai berikut: 1. Mencari dasar-dasar teori tentang pemanas air yang tepat, ATMega 8535, sensor suhu dan sistem saklar otomatis. 2. Mencari masukan-masukan tentang penulisan dengan judul yang terkait dengan sistem yang akan penulis buat. 3. Merancang sekaligus membuat sistem secara keseluruhan. 

Merancang dan mengaplikasikannya sistem kontrol ketinggian air pada bak penampung air.



Menempatkan sensor suhu pada bak penampung air dan membuat rangkaian sensor suhunya.



Merancang dan membuat mikrokontroler untuk pengendali tiap komponen.



Pembuatan program yang menghubungkan pengendali tiap komponen dan keseluruhan sistem.

4. Melakukan pengujian setiap komponen dan sistem secara keseluruhan. 

Pengujian tiap sistem dan komponen pendukungnya.



Pengujian pemrogram untuk setiap sub bab sistemnya.



Pengecekan feedback yang sudah diatur sedemikian rupa.

5. Pengambilan data dan analisis sistem secara keseluruhan.


BAB II DASAR TEORI 2.1

Mikrokontroler ATMega8535 Perkembangan dunia teknologi telah maju dengan pesat dalam bidang elektronika,

khususnya dunia mikroelektronika. Atmel sebagai salah satu vendor yang mengembangkan dan memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu teknologi standar bagi para perancang sistem elektronika masa kini. Dengan perkembangan terakhir, yaitu generasi AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor), perancang sistem elektronika telah diberi suatu teknologi yang memiliki kapabilitas yang amat maju. Mikrokontroler AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit yang diproduksi oleh Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) [5]. Chip AVR yang digunakan pada tugas akhir ini adalah ATmega8535. ATMega8535 memiliki spesifikasi sebagai berikut: 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C danPort D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register. 5. SRAM sebesar 512 bit. 6. Unit interupsi internal dan eksternal. 7.EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory) sebesar 512 bit yang dapat diprogram saat operasi. 8. Antarmuka komparator analog.

2.1.1

Konfigurasi Pin ATMega8535 Kofigurasi pin ATMega8535 bisa dilihat pada Gambar 2.1. Penjelasan secara

fungsional sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya. 2. GND merupakan pin ground. 3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.

4


5

4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog dan SPI. 5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog dan timer oscilator. 6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk membuat mikrokontroler reset. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan tegangan untuk clockeksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Gambar 2.1. Konfigurasi ATMega 8535

2.1.2

EEPROM EEPROM merupakan memori data yang akan menyimpan ketika chip mati (off).

Sifat EEPROM, tetap dapat menyimpan data saat tidak ada suplai dan juga dapat diubah saat program sedang berjalan. ATMega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8 bit sebesar 512 byte di alamat ($000-$1FF) [6].

2.1.3

Analog to Digital Converter (ADC) Mikrokontroler ATMega8535 menyediakan fitur ADC yang sudah ter-built-in

dalam chipnya. Spesifikasi ADC pada ATMega8353 yaitu terdapat 8 jalur ADC 8/10 bit yang mendukung 16 macam penguat beda [7]. Selain itu waktu konversinya berkisar di


6

antara 65 – 260us. Masukan analog yang diizinkan berada pada level 0V-VCC, jika masukannya lebih dari VCC (5V) maka IC tidak dapat menterjemahkan nilai masukan yang diterimanya dan IC bisa rusak. Terdapat tiga jenis nilai referensi ADC yaitu VCC (5V), internal referensi (2.56V), dan dengan menggunakan pin Vref. Data hasil konversi dapat dihitung dengan persamaan : a.

Konversi tunggal 𝐴𝐷𝐶 =

𝑉𝑖𝑛 . 1024 𝑉𝑟𝑒𝑓

(2.1)

dengan : Vin : tegangan masukan pada pin yang dipilih Vref : tegangan referensi b.

Penguat beda 𝐴𝐷𝐶 =

(𝑉𝑝𝑜𝑠−𝑉𝑛𝑒𝑔).𝐺𝑎𝑖𝑛 .512 𝑉𝑟𝑒𝑓

(2.2)

Dengan :

2.1.4

Vpos

= Tegangan masukan pada pin positif

Vneg

= Tegangan masukan pada pin negatif

Gain

= Faktor penguatan

Vref

= Tegangan referensi

ADC Multiplexer Selection Register (ADMUX)[7] Tabel 2.1. Register ADMUX

Bit 7:6 – REFS1:0 :References Selection Bits Bit REF0-1 adalah bit – bit pengatur mode tegangan referensi ADC. Referensi ini tidak dapat dirubah saat konversi sedang berlangsung. Mode tegangan referensi dapat dilihat di tabel 2.2.


7

Tabel 2.2. Pengaturan Tegangan Referensi ADC REFS1

REFS0

Tegangan Referensi

0

0

Pin AREF, internal referensi tidak aktif

0

1

Pin AVCC, dengan pin AREF diberi kapasitor

1

0

Tidak digunakan

1

1

Internal Vref 2.56V, dengan pin AREF diberi kapasitor

keterangan : ’00’ :

tegangan referensi menggunakan tegangan yang terhubung ke pin AREF.

‘01’ :

tegangan referensi menggunakan tegangan AVCC dan pin AREF diberi kapasitor.

‘10’ :

tidak digunakan.

‘11’ :

tegangan referensi menggunakan tegangan referensi internal dan pin AREF diberi kapasitor.

Bit 5 – ADLAR : ADC Left Adjust Result Bit ADLAR berfungsi untuk mengatur format penyimpanan data ADC pada ADCL dan ADCH. Dua jenis penyimpanan data ADC bergantung pada nilai bit yang diberikan pada register ADLAR seperti ditunjukkan pada tabel 2.2 dan tabel 2.3. Tabel 2.3. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 0

Tabel 2.4. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 1


8

Bit 4:0 – MUX4:0 : Analog Channel and Gain Selection Bit Bit MUX berfungsi memilih kanal input yang terhubung dengan ADC. Bit MUX juga befungsi memilih besarnya penguatan pada kanal penguat beda. Jika terjadi perubahan nilai pada bit ini saat proses konversi sedang berlangsung, perubahan tersebut tidak akan berpengaruh sampai seluruh konversi selesai (ADIF pada ADCSRA bernilai 1/Set).

2.1.5

ADC Control and Status Register A (ADCSRA)[7] Tabel 2.5. ADC Control and Status Register A (ADCSRA)

Bit 7 – ADEN : ADC Enable Bit ADEN digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan fasilitas ADC. Jika bit ADEN = 1 maka ADC aktif dan jika bit ADEN = 0 maka ADC tidak aktif. Bit 6 – ADSC : ADC Start Conversion Bit ADSC digunakan untuk mengetahui proses konversi yang sedang berlangsung.ADSC akan bernilai satu saat konversi sedang berjalan, saat konversi berakhir maka akan bernilai nol. Memberi nilai inisialisasi nol pada bit ini tidak akan memberikan efek apapun. Pada mode konversi tunggal, mengubah nilai bit ini menjadi satu untuk memulai setiap konversi. Sedangkan pada mode free running, mengubah nilai bit ini menjadi satu untuk memulai konversi pertama. Bit 5 – ADATE :ADC Auto Trigger Enable Bit ADATE berfungsi untuk mengaktifkan pemicu konversi ADC sesuai dengan bit–bit ADTS pada register SFIOR. Jika bit ADATE = 1 maka pemicu ADC aktif. Bit 4 – ADIF :ADC Interrupt Flag Bit ADIF adalah bendera interupsi ADC yang digunakan untuk menunjukkan ada tidaknya permintaan interupsi ADC. Bit ADIF akan bernilai “1” jika proses konversi ADC telah selesai. Bit 3 - ADIE : ADC Interrupt Enable Bit ADIE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan interupsi ADC. Bit2:0 – ADPS2:0 :ADC Prescaler Select Bit


9

Bit ADPS2, ADPS1, dan ADPS0 digunakan untuk menentukan faktor pembagi frekuensi kristal yang hasilnya akan digunakan sebagai clock ADC.

Tabel 2.6. Skala Clock ADC ADPS2 ADPS1 ADPS0 Faktor Pembagi

2.1.6

0

0

0

2

0

0

1

2

0

1

0

4

0

1

1

8

1

0

0

16

1

0

1

32

1

1

0

64

1

1

1

128

Timer/Counter ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit

dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya [8]. Interrupt timer berasal dari dua sumber yaitu: Overflow interrupt, dimana interrupt terjadi jika TCNTn mencapai 255 untuk timer 8 bit dan 65535 untuk timer 16 bit. Atau compare match interrupt, dimana interrupt terjadi jika nilai OCR sama dengan TCNTn. Pada dasarnya Timer hanya menghitung pulsa clock. Frekuensi pulsa clock yang dihitung tersebut bisa sama dengan frekuensi kristal yang digunakan atau dapat diperlambat menggunakan prescaler dengan faktor 8, 64, 256, atau 1024. Contohnya jika sebuah sistem mikrokontroler menggunakan kristal dengan frekuensi 4 MHz dan timer yang digunakan adalah timer 8 bit, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan adalah:

tMAX = (1/fCLK) x (FFh+1)

(2.3)


10

Untuk menghasilkan timer yang lebih lama dapat digunakan prescaler, misalnya 1024, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan adalah: tMAX = (1/fCLK) x (FFh+1) x N

(2.4)

tMAX = (1/4.000.000) x (255+1) x 1024 tMAX = 0,065536 s

Untuk menghitung nilai TCNT supaya menghasilkan waktu timer tertentu dipergunakan rumus berikut:

(2.5) Dimana: TCNT = nilai Timer (Heksadesimal) fCLK = Frekuensi clock kristal yang digunakan (Hz) Ttimer = Waktu timer yang diinginkan (detik) N = prescaler (1,8,64,256,1024) 1+FFFFh = nilai maksimum timer adalah FFh dan overflow saat FFh ke 00h

2.1.7

Timer/Counter 1 Timer/Counter 1 berbeda dengan Timer/Counter 0 atau Timer/Counter 2 karena

Timer/Counter 1 memiliki kapasitas 16 bit artinya Timer/Counter ini mampu mencacah sebanyak 216 atau kalo didesimalkan menjadi 65536. Timer/Counter 1 ini diatur oleh register TCCR1A (Timer/Counter Control Register 1A) dan TCCR1B (Timer/Counter Control Register 1B). Tabel 2.7. Register TCCR 1A

bit 7: 6__COM1A 1:0 = Compare Output Mode untuk chanel A bit 5: 4__COM1B 1:0 = Compare Output Mode untuk chanel B


11

Register COM1A 1:0 dan COM1B 1:0 mengontrol kondisi pin output compare (OC1A dan OC1b). Jika salah satu atau kedua bitpada register COM1A 1:0 ditulis menjadi satu , maka kaki pin OC1A tidak berfungsi normal sebagai port I/O. Begitu juga denganregister COM1B 1:0 ditulis menjadi satu, maka kaki pin OC1B juga tidak nerfungsi normal sebagai Port I/O. Fungsi dari pin OC1A dan OC1B tergantung pada pengaturan pada register WGM11 : WGM10 diatur sebagai mode PWM atau mode non-PWM. Tabel 2.8. Register TCCR 1B

Bit 7__ICNC1: Input Capture Noise Canceler. Bit 6__ICES1: Input Capture Edge Select Reverse Bit. Bit 4 : 3__WGM 13&12 : Waveform Generation Mode. Bit 2 : 0__Clock Select. Ketiga bit tersebut mengatur sumber clock yang digunakan untuk.

Tabel 2.9. Konfigurasi Bit Clock Select

2.1.8

Register TIMSK Selain register-register di atas, terdapat pula register TIMSK (Timer/Counter

Interrupt Mask Register) dan


12

Tabel 2.10. Register TIMSK

OCIEx: Output Compare Match Interrupt Enable. Jika bit tersebut diberi logika 1 dan bit I SREG juga berlogika 1, maka bisa dilakukan enable interupsi Output Compare Match Timer/Counter x. TOIEx: Overflow Interrupt Enable. Jika diberi logika 1 dan bit I SREG juga berlogika 1, maka bisa dilakukan enable interupsi Overflow Timer/Counter x. TCIE1: Timer/Counter 1, Input Capture Interrupt Enable

2.2.

Sensor Suhu PT100 Pt100 merupakan tipe sensor suhu yang banyak digunakan dalam industri. Sensor

ini memiliki spesifikasi hambatan 100Ω pada suhu 0˚C dan terbuat dari platina yang memiliki akurasi tinggi, murah dan mudah digunakan. Pt100 mempunyai dua variasi, yang umum memiliki hambatan 139,50Ω pada suhu 100 ˚C dan yang lain memiliki hambatan 139,00Ω pada suhu 100˚C. Gambar dan skema Pt100 dapat dilihat pada Gambar 2.2 [9].

Gambar 2.2. Bentuk fisik Pt100

Sensor Pt100 memiliki akurasi 0,2%, 0,1% dan 0,05% pada suhu 0°C. Semakin tinggi akurasinya semakin mahal harganya. Rentang suhu yang dapat dijangkau Pt100 yaitu antara -200°C sampai dengan 850°C. Hambatan rendah pada Pt100 dapat menyebabkan galat pada penunjuk hambatan. Ada dua galat penunjuk hambatan, yaitu offset error yang disebabkan penunjuk itu sendiri


13

dan galat yang disebabkan oleh panas. Pemanasan internal dapat menyebabkan galat, ini dikarenakan adanya arus yang melewati sensor. Arus yang besar memberikan sinyal yang bagus untuk elektronis tetapi juga memberi galat yang besar. Penggunaan arus yang baik adalah 1mA. Pada Pt100, perubahan suhu 1°C akan menyebabkan hambatan berubah 0,384Ω. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada persamaan berikut [9]: Rt = Ro ( 1 + A.Δt + B(Δt)2)

(2.6)

dengan : A = 3,9083E-3 Ω/°C B = -5,775E-7 Ω/°C2 Ro = Hambatan mula-mula = 100Ω pada 0 °C Rt = Hambatan saat suhu t t = Suhu ( ˚C)

Peneliti menggunakan rangkaian pembagi tegangan dengan tegangan sumber 5 volt pada pt100 seperti gambar 2.3. dan keluaran (Vout) dari rangkaian tersebut masuk ke ADC mikrokontroler.

Gambar 2.3. Rangkaian pembagi tegangan

Untuk mendapatkan nilai R pada pembagi tegangan dapat digunakan rumus dengan persamaan berikut :

V= I *( R+RPt100 )

(2.7)

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2.3.

14

Limit Switch Untuk mengetahui ketinggian zat cair sudah sesuai dengan kebutuhan dapat

menggunakan cara yang paling sederhana yaitu, dengan menggunakan limit switch [10]. Dengan cara limit switch yang diberi gagang panjang, kemudian ujungnya diberi pelampung sehingga dapat mengapung diatas permukaan zat cair. Saat air mencapai level air yang ditentukan.

Gambar 2.4. Contoh limit switch

2.4

Penyearah DC (Rectifier) Rectifer adalah sebuah rangkaian yang mengkonversi sebuah sinyal AC (arus

bolak-balik) menjadi sinyal DC (arus searah). Penulis menggunakan full-wave rectifier dan berikut ini adalah gambar rangkaiannya [11].

Gambar 2.5. Rangkaian penyearah gelombang penuh

Dapat dilihat persaman berikut: Vm = Vrms .√2 VL = Vm – ( 2.VD ) Vm

= Tegangan keluaran maksimal

Vrms

= Tegangan effektif

VL

= Tegangan keluaran di hambatan

VD

= Tegangan pada dioda

(2.8)


2.5

15

Filter Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan ripple,

sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, dengan memanfaatkan proses pengisian dan pengosongan muatan kapasitor [11]. Penyearah gelombang penuh tapis kapasitor diperoleh dengan menghubungkan paralel kapasitor beban dari rangkaian seperti gambar 2.6. Bentuk gelombang tegangan keluaran terlihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.6. Rangkaian filter pada penyearah

Gambar 2.7. Bentuk gelombang penyearah gelombang penuh

Bila tegangan pengosongan kapasitor total dinyatakan dengan Vr, maka tegangan keluaran dc [8] adalah: Vdc = VL –

𝑉𝑟 2

(2.9)


16

dimana: Vdc

= Tegangan input regulator (5V)

VL

= Tegangan puncak

Vr

= Tegangan ripple

Maka Vr adalah: I𝑑𝑐

Vr = 2∗ 𝑓∗𝐶 ∗

V𝑑𝑐 V𝐿

(2.10) dimana:

2.6

Idc

= Arus maksimal keluaran

f

= Frekuensi

C

= Kapasitor filter

Trafo Step Down Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau

menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan. Transformator dikatakan ideal ketika jumlah energi yang masuk pada kumparan primer sama dengan jumlah energi yang keluar pada kumparan sekunder. Hubungan antara tegangan, kuat arus dan jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder dirumuskan [12] :

(2.11) Vp

= tegangan primer (tegangan input) dengan satuan volt (V)

Vs

= tegangan sekunder (tegangan output) dengan satuan volt (V)

Np

= jumlah lilitan primer

Ns

= jumlah lilitan sekunder

Ip

= kuat arus primer (kuat arus input) dengan satuan ampere (A)

Is

= kuat arus sekunder (kuat arus output) dengan satuan ampere (A)


17

Gambar 2.8. Trafo step down

2.7

Relay 2 Channel Relay merupakan komponen yang berfungsi sebagai saklar dalam berrbagai

macam sistem kontrol. Keunggulan relay adalah dapat mengontrol proses switching dari jarak jauh. Hal ini dimungkinkan karena penyaklaran relay bukan bersifat langsung, namun menggunakan koil atau biasa disebut dengan Contactor Relay (CR) yang menggunakan sifat elektromagnetis untuk menggerakkan saklar. Relay dapat digunakan untuk proses switching tegangan AC [13]. Modul relay yang digunakan pada alat ini memiliki spesifikasi sebagai berikut: 1. Memilliki 2 Channel Relay dengan masukan 5 volt DC dan arus 15 – 20 mA. 2. Dapat digunakan pada tegangan AC (250V dan 10A). 3. LED Indicator Relay Status. 4. Dapat dikontrol langsung oleh mikrokontroler. 5. Memiliki saklar Normally Open (NO) dan Normally Close (NC) pada setiap channel.

Gambar 2.9. Contoh modul relay 2 channel

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2.8

18

Liquid Crystal Display (LCD) [14] Liquid Crystal Display (LCD) merupakan salah satu komponen display elektronik

yang berfungsi menampilkan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan cara tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.

Gambar 2.10. LCD Character 16x2 Jenis LCD yang umum digunakan yaitu LCD karakter dan LCD Grafik.LCD karakter adalah LCD yang hanya bisa menampilkan karakter, khususnya karakter ASCII seperti karakter yang terdapat pada keyboard komputer. Sedangkan LCD grafik adalah LCD yang tidak terbatas tampilannya, bahkan dapat menampilkan foto. LCD grafik inilah yang nantinya berkembang menjadi LCD yang biasa dilihat pada layar komputer. LCD karakter yang beredar dipasaran umumnya dituliskan dalam bilangan matriks dari jumlah karakter yang dapat dituliskan dalam LCD tersebut, yaitu jumlah kolom dikalikan dengan jumlah baris. Sebagai contoh LCD 16x2 memiliki 16 kolom dan 2 baris, jadi total karakter yang dapat dituliskan berjumlah 32 karakter. Konfigurasi LCD dapat dilihat pada gambar 2.11 di bawah ini.

Gambar 2.11. Kolom dan Baris Karakter pada LCD 16x2 Untuk dapat mengendalikan LCD harus memiliki koneksi yang benar dengan mengetahui konfigurasi pin – pin pada modul LCD seperti yang ditampilkan pada gambar 2.12 dan tabel 2.11 di bawah ini.

Gambar 2.12. Konfigurasi Pin LCD 16x2


19

Tabel 2.11. Konfigurasi Pin LCD 16x2

LCD 16x2 memiliki mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan LCD. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan tiga buah memori dan tiga buah register. Setiap memori dan register yang ada memiliki fungsinya masing – masing berikut ini : 1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) : merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada. 2. CGRAM (Character Generator Random Acces Memory) : merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah – ubah sesuai dengan keinginan. 3. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD sehingga user tinggal

mengambil sesuai alamat memorinya dan tidak dapat

merubah karakter dasar yang ada di CGROM. 4. Register Perintah : yaitu register yang berisi perintah – perintah dari mikrokontroler ke panel LCD pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD yang dapat dibaca saat instruksi pembacaan data dijalankan. 5. Register Data : yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesua dengan alamat yang telah diatur sebelumnya


20

Selain itu, pada modul LCD juga terdapat pin yang digunakan sebagai kontrol atau masukan data diantaranya adalah : 1. Pin Data (DB0 - DB7) : merupakan jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan pada LCD. Pin ini dapat dihubungkan dengan bus data dar rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit. 2. Pin RS (Register Select) : berfungsi sebagai indikator atau penentu jenis data yang masuk, apakah merupaan data atau perintah. Logika low menunjukkan ada perintah yang masuk seperti clear screen dan posisi kursor, sedangkan logika high menunjukkan data text yang akan ditampilkan pada LCD. 3. Pin R/W (Read/Write) : berfungsi sebagai instruksi pada modul LCD. Jika berlogika low maka modul akan menulis data sedangkan jika high maka modul akan membaca data. Pada aplikasi umum pin R/W dihubungkan dengan logika low atau dihubungkan langsung ke pin GND. 4. Pin EN (Enable) : diigunakan untuk mengaktifan atau menonaktifkan LCD. 5. Pin Vo (Contrast) : berfungsi untuk mengatur kecerahan tampilan (kontras) pada LCD.

2.9

Elemen Pemanas Air (Heater) Heater adalah elemen pemanas air dari bentuk dasar yaitu kawat ataupun pita

bertahanan listrik tinggi (Resistance Wire). Biasanya bahan yang digunakan adalah nikelin yang dialiri arus listrik pada kedua ujungnya dan dilapisi oleh isolator listrik yang mampu meneruskan panas dengan baik. Kemudian panas yang dihasilkan oleh heater akan mengkonduksi air.

Gambar 2.13. Contoh Heater


BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1.

Gambaran Umum

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 diatas menunjukan urutan cara kerja sistem secara keseluruhan. Sistem ini terdiri dari beberapa bagian diantaranya: 1. Sumber alternatif adalah sumber tegangan yang didapat dari pembangkit alternatif seperti kincir atau panel surya, namun dalam penelitian ini diganti regulator variabel. 2. Sumber PLN adalah sumber tegangan langsung dari PLN yaitu 220 VAC. 3. Saklar yang digunakan berupa modul relay, berfungsi mengatur tegangan masuk yang digunakan sebagai sumber tegangan bagi heater. 4. Mikrokontroler berfungsi untuk memproses sistem kerja alat. 5. Digunakan relay untuk mengatur nyala mati heater. 6. Heater sebagai beban atau pemanas air. 7. Sensor ketinggian air untuk menentukan tinggi air yang dipanaskan. 8. Sensor suhu untuk melihat suhu air yang telah dipanaskan. 9. LCD sebagai penampil suhu air dalam bak penampung dan sumber tegangan yang digunakan bagi heater.

21


22

Prinsip kerja sistem ini adalah sebagai berikut. Terdapat dua sumber utama yaitu sumber alternatif dan sumber PLN. Sistem akan memilih ketersediaan di antara dua sumber tersebut sehingga dapat digunakan untuk memanaskan air. Jika kedua sumber tersebut tersedia maka sumber yang diprioritaskan adalah sumber alternatif. Sensor level air digunakan untuk mengetahui kondisi volume air sebelum dipanaskan, jika volume air belum mencapai 1liter maka bak penampung air akan diisi terus hingga kondisi terpenuhi. Kemudian sensor suhu akan mulai membaca temperatur air dan akan menampilkannya ke LCD. Heater akan memanaskan air pada bak penampung hingga suhu air mencapai suhu 80oC. Ketika sumber alternatif tidak mampu memanaskan air hingga suhu 80 oC dalam waktu 20 menit, sumber tegangan bagi heater akan di-switch dari sumber alternatif ke sumber PLN.

3.2.

Perancangan Hardware

3.2.1

Sensor Suhu Pt100 Sensor suhu yang digunakan dalam perancangan ini adalah Pt100. Pada Pt100,

perubahan suhu akan berpengaruh pada perubahan hambatan. Rangkaian sensor suhu Pt100 yang didapatkan berdasarkan persamaan (2.6). Rangkaian sensor suhu dapat dilihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Perancangan rangkaian Pt100

Rangkaian ini menggunakan prinsip pembagi tegangan dengan tujuan memperoleh tegangan pada Pt100 yang kemudian akan dipakai sebagai masukan Port A.0 ADC pada mikrokontroler ATMega 8535. Arus konstan yang digunakan pada perancangan adalah 1mA seperti yang telah dijelaskan pada dasar teori.


23

Untuk mendapatkan nilai resistor (R1) pada pembagi tegangan dapat menggunakan rumus (2.7) besar nilai resistor:

(3.1)

5𝑣𝑜𝑙𝑡 = 1𝑚𝐴 ∗ ( 𝑅 + 100Ω) 𝑅1 + 100Ω =

5𝑣𝑜𝑙𝑡 1𝑚𝐴

𝑅1 = 5000 – 100 Ω 𝑅1 = 4𝐾9 Ω Untuk nilai resistor 4K9Ω dikarenakan tidak ada dipasaran maka penulis membulatkan menjadi 5KΩ. Berdasarkan persamaan (2.6), Nilai Pt100 saat 0 oC adalah:

(3.2)

𝑅0 = 𝑅𝑜 ( 1 + 𝐴. 𝛥𝑡 + 𝐵(𝛥𝑡)2) 𝑅0 = 100 ( 1 + 3,9083.10 − 3 .0 + −5,775.10 − 7 (0)2) 𝑅0 = 100 Ω Dengan prinsip pembagi tegangan, maka tegangan pada sensor suhu Pt100 saat 0 0C adalah:

(3.3)

𝑉𝑝𝑡100 =

100 . 5𝑉 5000 + 100

𝑉𝑝𝑡100 = 98,039 𝑚𝑉 Berdasarkan persamaan (2.6), Nilai Pt100 saat 100 oC adalah:

(3.4)

𝑅100 = 𝑅𝑜 ( 1 + 𝐴. 𝛥𝑡 + 𝐵(𝛥𝑡)2) 𝑅100 = 100 ( 1 + 3,9083.10 − 3 .100 + −5,775.10 − 7 (100)2) 𝑅100 = 138,4525 Ω Dengan prinsip pembagi tegangan, maka tegangan pada sensor suhu Pt100 saat 1000C adalah:

(3.5)

𝑉𝑝𝑡100 =

138,4525 . 5𝑉 5000 + 138,4525

𝑉𝑝𝑡100 = 134,722 𝑚𝑉

3.2.2

Timer/Counter Dalam penelitian ini penliti memnggunakan timer counter 1 untuk menghasilkan

penghitung waktu 1detik. Digunakan persamaan 2.5 sehingga hasil yang didapatkan sebagai berikut:

(3.6)


24

𝑇𝑡𝑖𝑚𝑒𝑟 ∗ 𝑓 𝐶𝐿𝐾 ) 𝑁 1 ∗ 12 𝑀𝐻𝑧 𝑇𝐶𝑁𝑇 = (1 + 65535) – ( ) 1024 𝑇𝐶𝑁𝑇 = (1 + 𝐹𝐹𝐹𝐹ℎ) − (

𝑇𝐶𝑁𝑇 = 53817,25 ≈ 53818 𝑇𝐶𝑁𝑇 = 53818 = 𝐷23𝐴ℎ 𝑇𝐶𝑁𝑇1𝐻 = 𝐷2ℎ 𝑇𝐶𝑁𝑇1𝐿 = 3𝐴ℎ

Dari persamaan diatas didapatkan nilai TCNT (sebagai timer) untuk 1detik adalah D23Ah.

3.2.3

Rangkaian Pendeteksi Sumber Alternatif yang Masuk

Gambar 3.3 Perancangan rangkaian pendeteksi sumber alternatif

Untuk mendeteksi ada tidaknya sumber alternatif, sumber alternatif diturunkan tegangannya terlebih dahulu menggunakan trafo. Pada penelitian ini peneliti menggunakan pin 4,5 Volt pada transformator. Keluaran dari transformator tersebut disearahkan menggunakan rangkaian penyearah dioda sehingga tegangan sumber alternatif tersebut dirubah menjadi sumber tegangan DC (tidak lagi AC). Tegangan DC hasil dari penyearah dioda, dihilangkan rippelnya menggunakan rangkaian filter. Hal ini bertujuan agar tegangan DC yang dihasilkan memiliki tegangan yang statis. Dalam keadaan ini sumber alternatif sepenuhnya menjadi DC dengan rippel yang kecil. Berikut ini adalah perancangan rangkaian filter full-wave dari persamaan 2.8: 4,5

𝑉𝑚 = 0,308 𝑉𝑚 = 14,61 volt Vdc = 0,636 . 𝑉𝑚 Vdc = 9,29 volt

(3.7)

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 𝑟 (𝑟𝑖𝑝𝑝𝑒𝑙) =

25

4,5 𝑥 100% = 48% 9,29

2,4 𝑉𝑑𝑐 𝑅. 𝐶 2,4 0,484 = 𝑅. 𝐶 4,96 𝑅. 𝐶 = ; 𝑗𝑖𝑘𝑎 𝐶 = 100𝑢𝐹 0,484 𝑉(𝑟𝑚𝑠) =

Maka nilai resistornya: 𝑅 .100𝑢 =

(3.8)

4,96 0,484

𝑅 = 49,6 𝐾Ω Dikarenakan resistor tersebut tidak terdapat dipasaran maka niali R (beban) yang digunakan = 50KΩ

Hasil dari proses diatas dijadikan inputan ke Pin A.1 pada port ADC mikrokontroller. Mikrokontroller akan memprosesnya sehingga dapat diketahui tersedia tidaknya sumber alternatif.

3.2.4

Sensor Ketinggian Air Sensor ketinggian ini menggunakan pelampung dan limit switch sebagai komponen

utamanya. Berikut ini adalah penampakan sensor ketinggian air.

Gambar 3.4 Perancangan sensor ketinggian air

Pelampung merupakan pendeteksi tinggi air. Saat mencapai ketinggian kurang lebih 1liter air maka gagang akan menyentuh limit switch. Keluaran dari limit switch akan diterima


26

mikrokontroler, kemudian mikrokontroler akan memprosesnya. Proses yang dimaksud adalah proses untuk menghentikan pengisian air. Untuk memperoleh keluaran limit switch yang diharapkan, penulis menggunakan rangkaian seperti berikut.

Gambar 3.5. Rangkaian limit switch pada sensor ketinggian air

Pada rangkaian tersebut saat limit switch ditekan, limit switch akan memberikan kondisi low atau berlogika (0). Kondisi low inilah yang akan diproses mikrokontroler untuk menghentikan pengisian air.

3.2.5

LCD LCD digunakan untuk menampilkan data output dari sensor suhu dan sumber

tegangan yang digunakan. Pada perancangan ini LCD yang digunakan adalah LCD 16x2 yang memiliki tipe LMB1621. LCD jenis ini memungkinkan pemrogram untuk mengoprasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. LCD digunakan untuk menampilkan data suhu yang didapat dari sensor suhu alat ini. Data sumber tegangan yang tersedia juga dapat dilihat pada LCD. Nantinya akan ditampilkan pada bar atas dan bawah.


27

Gambar 3.6 Rangkaian LCD

3.2.6

Modul Relay Dalam perancangan ini relay digunakan sebagai saklar pemilih sumber tegangan

yang dapat digunakan dan sebagai on- off heater.

+5V

1

Dari sumber alternatif Dari sumber PLN

2 Dari Pin D.0 Dari Pin D.5

Ke Heater

Gambar 3.7 Rangkaian perancangan modul relay

3.3.

Perancangan Software Software merupakan sekumpulan instruksi yang harus diproses oleh mikrokontroler

untuk mengatur sistem kerja alat secara keseluruhan. Dapat diartikan bahwa software merrupakan jalan pikiran alat, seadangkan mikrokontroler merupakan otaknya. Oleh sebab itu software perlu dirancang sesuai kebutuhan alat, kemudian diusahakan simpel tapi semua kebutuhan alat tersebut tercapai. Perancangan software ini menggunakan program CV AVR dengan bahasa pemograman C.


28

3.3.1. Diagram Alir Program Utama Progam ini dimulai dengan melakuakan inisialisasi port-port mikrokontroler yang digunakan untuk proses yang akan dilakukan mikrokontroler. LCD akan menampilkan peringatan bahwa alat sudah siap jika sensor level air sudah sesuai dengan ketinggian air yang ditetapkan. Setelah ketinggian air sudah sesuai untuk mulai dipanaskan mikrokontroler akan mengirimkan data ke LCD dengan tampilan “level air terpenuhi”. Setelah alat tersebut siap, LCD akan menampilkan sumber tegangan yang tersedia antara alternatif ataupun PLN. Kemudian, heater akan memanaskan air dengan prioritas sumber tegangan alternatif seperti dapat dilihat di diagram alir sistem gambar 3.8. Saat tegangan alternatif lebih kecil dari 160 VAC maka heater akan memanaskan air menggunakan tegangan PLN 220VAC, sehingga waktu untuk memanaskan air akan lebih cepat. Saat tegangan alternatif naik turun menyebabkan pemanasan tidak maksimal, maka relay bekerja untuk mengganti sumber tegangan menggunakan sumber tegangan alternatif setelah 15 menit. Setelah suhu air sudah mencapai ±80oC maka pemanas akan mati dan akan hidup kembali setelah suhu air turun hingga ±70oC, pemanas air akan menjaga suhu hingga tetap ±80oC. Berikut ini adalah diagram alir sistem ditunjukan pada gambar 3.8.


START

Tidak

Apakah tinggi

Isi air

air sudah 1liter?

Ya

Apakah indikator

Tidak

Switch menggunakan tersedia? tegangan PLN

Tidak

Apakah tegangan PLN

tegangan alternatif >160 VAC ?

>150 VAC

Tampilkan tidak ada sumber

Ya

Ya

Cek suhu dan tampilkan

Cek suhu dan tampilkan

Nyalakan pemanas

Nyalakan pemanas dan cek suhu

Ya Tidak Apakah

Apakah

Suhu >=80?

Suhu >=80 ?

Tidak

Ya

Tidak Waktu pemanasaan >15menit > 20menit?

waktu pemanasan

Ya Ambil data

Tidak

Ya

Heater Off

Apakah suhu

= 70 drajat C ? Ya Tidak

End

Gambar 3.8. Diagram alir keseluruhan sistem

29

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 3.3.2

30

Perancangan Tampilan pada LCD Alternatif

PLN

Suhu = 65oC

Suhu = 35oC

(a)

(b)

Gambar 3.9 Tampilan LCD (a) saat menggunakan tegangan alternatif dan (b) saat menggunakan tegangan PLN

Tampilan LCD ini digunakan untuk menampilkan sumber tegangan yang digunakan dan suhu air. Penulis merancang tampilan pada LCD adalah sebagai berikut. Pada baris pertama ditampilkan sumber tegangan yang digunakan untuk memanskan air, sedangkan pada baris kedua ditampilkan suhu air yang dipanaskan secara real time yang didapat dari sensor Pt100. Gambar 3.8 memperlihatkan tampilan LCD yang diharapkan.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi gambar fisik hardware yang dibuat, pembahasan tentang tiap bagian hardware, hasil pengujian tiap sub bab sistem, pengujian pengendali sistem, hasil pengujian alat secara keseluruhan, pengambilan data dan pembahasan tentang program yang digunakan pada mikrokontroler. Berdasarkan data-data tersebut dapat dilakukan analisis terhadap proses kerja alat yang kemudian dapat digunakan untuk menarik kesimpulan akhir. Nantinya hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh untuk memperlihatkan bahwa hardware atau software yang dirancang telah bekerja dengan baik atau tidak. Terdapat penambahan ataupun perubahan sistem yang dibuat supaya sistem mendekati perancangan yaitu: i.

Ketika sumber tegangan alternatif kurang dari 100 Vac sistem akan langsung switch menggunakan sumber tegangan PLN.

ii.

Saat sumber alternatif dan PLN tidak tersedia maka tampilan LCD akan memilih sumber PLN. Setelah sumber alternatif tersedia maka sistem akan mulai memanaskan dengan sumber alternatif.

4.1.

Hasil Implementasi Alat Pada bagian ini akan memperlihatkan hasil jadi alat seperti gambar 4.1.

Implementasi alat dari mulai bak penampung air, heater, mikrokontroler ATmega 8535, modul relay, sensor suhu PT100, rangkaian pendeteksi tegangan, limit switch, dan raingaian sensor suhu saling berhubungan dalam satu sistem. Awalnya bak penampung air akan diisi hingga ketinggian air yang ditentukan ±1liter. Setelah tuas pada limit switch terdorong naik atau sudah sesuai dengan tinggi minimal air yang ditentukan sistem akan mulai memanaskan air menggunakan sumber tegangan alternatif ataupun sumber tegangan PLN. Jika dalam 15 menit sistem tidak dapat memanaskan air dengan sumber alternatif, relay akan switch otomatis menggunakan sumber PLN. Saat suhu air sudah mencapai 80ᴼC heater akan mati secara otomatis. Feedback dari alat ini kemudian akan diproses kembali oleh mikrokontroler untuk penstabil suhu air. 31


32

Gambar 4.1 Hasil implementasi saklar otomatis pengendali suhu air

4.2.

Hasil Implementasi Perangkat Keras Hasil dari perancangan perangkat keras terdiri atas rangkaian mikrokontroler

sekaligus catu daya, LCD, rangkaian sensor PT100, modul relay, rangkaian limit switch dan rangkaian pendeteksi tegangan. Pembuatan rangkaian sistem kontrol mikrokontroler dan seluruh komponen pendukung dalam satu box sistem gambar 4.2. Untuk bak penampung, sensor ketinggian air dan sensor suhu terdapat pada satu plant gambar 4.3.

Gambar 4.2 Box sistem kontrol mikrokontroler


33

Gambar 4.3 Bak penampung dan sensor air dalam satu plant

4.2.1. Rangkaian Mikrokontroler dan Catu Daya Rangkaian sistem mikrokontroler dan catu daya merupakan rangkaian yang digunakan sebagai pusat sumber tegangan serta rangkaian yang digunakan untuk menjalankan ATMega8535.

Gambar 4.4. Rangkaian mikrokontroler dan catu daya

Keterangan Gambar 4.7.: 1. Input + trafo

6. Port A

2. Input - trafo

7. Port C

3. Output + 5V

8. Port B

4. Ground

9. Port D

5. Port untuk downloader

10. Port ATMega8535


34

4.2.2. Rangkaian LCD 16x2 Rangkaian

LCD

16x2

merupakan

rangkaian

yang

digunakan

untuk

menghubungkan LCD 16x2 dengan minimum sistem serta pengaturan tingkat kecerahan LCD 16x2.

Gambar 4.5. Rangkaian LCD 16x2 Keterangan Gambar 4.5 : 1. Input 5V

4. RW

7. D5

2. Ground

5. E

8. D6

3. RS

6. D4

9. D7

4.2.3. Rangkaian Modul Relay Rangkaian ini digunakan sebagai saklar untuk pensaklaran tegangan yang akan masuk ke heater. Tegangan input (logika rendah) yang digunakan sebagai pemicu tegangan masukan PIN IN2. Saat tegangan pemicu diberikan maka relay akan mensaklar dari NC (normaly close) saat heater Off menjadi NO (normaly open) saat heater on. Pada relay IN1 juga disambungkan sebagai pensaklaran untuk penggunaan tegangan alternatif atau tegangan PLN yang digunakan untuk tegangan masukan.

Gambar 4.6 Penampakan modul relay


35

4.2.4. Rangkaian Limit Switch Rangkaian limit switch digunakan sebagai pendeteksi ketinggian air. Saat ketinggian air belum memenuhi nilai yang ditentukan (untuk alat ini 1 liter) maka proses pemanasan heater belum akan terjadi. Tampilan “Isi Air” akan selesai saat pelampung mengenai limit switch. tegangan yang dihasilkan limit switch saat kondisi terdorong adalah 0 volt. Berikut ini adalah penampakan limit switch untuk mendeteksi ketinggian air. Kaki C disambungkan ke pin B.0

Kaki NO (normaly open)

Kaki NC (normaly Close)

Gambar 4.7 Pemasangan limit switch

4.2.5. Rangkaian Sensor PT100 Rangkaian sensor seperti gambar 4.8 adalah rangkaian pengondisi sinyal yang terdiri atas R1 (5KΩ) dan RPT100. Saat suhu air dalam bak penampung mengalami perubahan, nilai hambatan pada PT100 juga akan berubah. Mikrokontroler akan membaca perubahan yang terjadi pada sensor dengan rangkaian pembagi tegangan sebagai pengondisi sinyal. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan hambatan yang dihasilkan oleh PT100 dari rangkaian ini berkisar antara 109,4Ω - 130,8Ω pada suhu 25C- 80C.

Gambar 4.8 Penampakan rangkaian sensor PT100


36

Gambar 4.9 Pemasangan sensor PT100

4.2.6. Rangkaian Sensor Pendeteksi Tegangan Rangkaian ini digunakan untuk mendeteksi tegangan alternatif. Pembuatan rangkaian pendeteksi tegangan seperti pembuatan regulator DC. Pembuatan dimulai dari transformator sebagai penurun tegangan, kemudian disearahkan menggunakan penyearah yang terdiri dari kapasitor, resistor dan diode bridge. Tegangan alternatif antara 0-220Vac, akan diturunkan transformator hingga tegangan 0-4,5Vac. Keluaran dari tegangan tersebut disearahkan mengunakan rangkaian regulator full wave dan dibaca mikrokontroler menggunakan ADC (port A.0). Saat tegangan alternatif > 100Vac, mikrokontroler akan memilih tegangan alternatif sebagai sumber tegangan yang digunakan.

Gambar 4.10 Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan


4.3.

37

Pengujian Sistem dan Sub Bab Sistem Pengujian untuk mengukur tingkat keberhasilan alat ini. Pengujian untuk mengukur

tingkat keberhasilan alat ini dibagai menjadi tiga. Pertama pengujian untuk setiap komponen yang digunakan. Pengujian yang kedua ini dilakukan dengan merubah tegangan masukan alternatif dengan beberapa tegangan yang bervariasi. Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan waktu pemanasan menggunakan sumber tegangan alternatif tersebut. Pengujian ketiga ketika sumber tegangan dari alternatif yang mengalami perubahan saat sedang memanaskan air. dan saat sumber alternatif yang switch ke sumber PLN. Sama seperti pengujian kedua, bedanya pengujian ini dilakukan hanya 2 kali, kemudian dicatat berapa menit waktu pemanasannya dan dibandingkan dengan thermometer suhu yang terdapat pada multimeter digital.

4.3.1 Pengujian Limit Switch Kaki C pada limit switch disambungkan di pin B.0 pada minimum sistem, kaki NO disambungkan ke ground seperti pada gambar 4.7. Apabila limit switch tidak terdorong naik, maka akan ditampilkan pada LCD seperti gambar 4.11.

Gambar 4.11 Tampilan LCD saat limit switch tidak terdorong keatas Apabila limit switch terdorong keatas maka nilai tegangan yang didapatkan dapat terlihat pada table 4.1


Keadaan limit switch Saat tidak terdorong Saat terdorong

38

Tabel 4.1. Haisl pengujian limit switch Tegangan (volt) Ditampilkan di LCD 5,07 Isi Air 0 Air Tercukupi

Dari hasil tersebut nilai yang dihasilkan dari pengujian limit switch sesuai dengan perancangannya.

4.3.2 Pengujian Rangkaian Pendeteksi Tegangan Pengujian yang pertama untuk mendapatkan nilai ripple yang kecil sesuai pada perancangan. Selama pengujian digunakan osiloskop untuk melihat ripple yang dihasilkan. Ripple yang dihasilkan pada pengujian yaitu 0,036v, supaya tegangan yang dibaca ADC lebih stabil. Pengujian terhadap tegangan ripple ini dapat dilihat pada gambar 4.12 dan menggunakan nilai komponen seperti persamman 3.7 dan 3.8.

Gambar 4.12 Pengujian nilai ripple rangkaian pendeteksi tegangan Dari ini hasil pengujian yang didapat seperti gambar 4.12 dan persamaan 3.7 maka diperoleh nilai ripple yang kecil sesuai dengan nilai perancangan yang dihitung.

Berdasarkan perancangan apabila rangkaian pendeteksi tegangan mendapat suplai tegangan AC dari transformator antara 0-4,5Vac maka tegangan tersebut akan dikeluarkan menjadi tegangan DC full wave antara 0-4,5Vdc juga. Saat diberikan sumber tegangan alternatif maka ADC akan memproses nilai dan akan menampilkan sumber tegangan apa yang digunakan, seperti dapat dilihat pada LCD seperti gambar 4.13.


39

Gambar 4.13 Tampilan LCD saat tegangan alternatif mencukupi

Jika kemudian Sumber tegangan alternatif tidak mampu memanaskan air selama ±15menit atau kurang dari tegangan minimal yaitu 150Vac. Tampilan pada LCD akan ditunjukan seperti gambar 4.14.

Gambar 4.14 Tampilan LCD saat diswitch ke sumber PLN

Dari pengujian tegangan keluaran rangkaian pendeteksi tegangan dapat dilihat pada table 4.2 dengan grafik seperti pada gambar 4.12. Namun dari data yang didapatkan terdapat error sekitar 4,4%.


40

Tabel 4.2. Pengujian output rangkaian pendeteksi tegangan Input Alternatif (VAC) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Output rangkaian pendeteksi tegangan (VDC) 0,005 0,185 0,526 0,983 1,425 1,880 2,338 2,806 3,39 3,674 4,3

Grafik Sumber Alternatif Terhadap Masukan ADC Keluaran dari legulator (Vdc)

6 5 4 3 2 1 0 0

50

100

150

200

250

300

Sumber tegangan alternatif (Vac)

Gambar 4.15 Grafik hasil rangkaian pendeteksi tegangan

4.3.3 Pengujian Sensor Suhu PT100 Pengujian sensor suhu dilakukan dengan melihat nilai hambatan dari sensor kemudian dilanjutkan dengan nilai keluaran dari rangkaian tambahan untuk menghasilkan nilai tegangan (v). Nilai tegangan tersebut kemudian diproses mikrokontroler melalui port A.1 pada ATmega.


41

Rangkaian yang digunakan merupakan rangkaian pembagi tegangan seperti pada persamaan 3.1 gambar 3.2, sehingga untuk mencari nilai tegangan dapat dilihat seperti perhitungan berikut ini. Pada suhu 25ᴼC hasil keluarannya:

(4.1)

Kemudian untuk suhu

hasil keluarannya:

Sensor PT100 seperti halnya resistor variabel saat suhu semakin tinggi maka nilai hambatannya akan semakin tinggi. Dengan memanfaatkan nilai tersebut dapat digunakan rangkaian sensor PT100 sehingga mendapatkan hasil keluaran tegangan (mV). Dengan demikian dapat dilihat hasil keluaran sensor PT100 dengan keluaran rangkaian sensor PT100 pada tabel 4.3.

Tabel 4.3. Pengujian output rangkaian sensor PT100 Suhu (C O) 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Sensor PT100 (Ω) 108,2 108,8 109,4 110,2 110,9 111,5 111,9 112,3 112,6 112,9 113,3 113,7 114,1 114,4 114,7 115,0 115,4

Rangkaian Sensor (mV) 107 108 108 108 109 109 109 110 110 110 111 111 111 112 112 112 113


Tabel 4.3. (Lanjutan) Pengujian output rangkaian sensor PT100 Suhu (C O) 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Sensor PT100 (Ω) 115,7 116,0 116,3 116,7 117,0 117,3 117,6 117,9 118,4 118,9 119,2 119,5 119,8 120,2 120,8 121,2 121,5 122,1 122,3 122,7 123,0 123,3 123,9 124,1 124,4 125,0 125,2 125,4 126,0 126,2 126,5 127,0 127,6 127,8 128,1 128,5 128,8 129,3 129,7 130,0 130,2 130,7

Rangkaian Sensor (mV) 113 113 114 114 115 115 115 116 116 117 117 117 118 118 118 119 119 119 120 120 120 121 121 122 122 122 123 123 123 124 124 125 125 125 126 126 126 127 127 128 128 128

42


43

Gambar 4.16 Grafik suhu air terhadap hambatan Dari nilai hambatan yang ditunjukan pada tabel 4.3 kemudian didapatkan gambar 4.16. Melihat dari data diatas saat air mencapai suhu 80OC maka heater akan berhenti memanaskan. Heater akan mulai memanaskan setelah suhu air turun hingga 70OC. Pengambilan data untuk waktu yang dibutuhkan saat proses pendinginan air. Proses ini terpengaruh dari faktor suhu dan angin yang terdapat pada ruangan. Contoh yang digunakan saat pemanasan air menggunakan tegangan 100VAC. Dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4. Pengujian waktu pendinginan dengan suhu ruangan sekitar 28OC Waktu (menit)

Suhu pada PT100 (Ω)

0 2 4 6 8

Suhu Termometer (Co)

130,8 129,6 128,3 127,3 126,1

80 78 75 72 70

4.3.4 Pengujian Relay 2 Channel Seperti dapat dilihat pada perancangan bab 3 gambar 3.7. Kaki-kaki relay pertama, NO dan NC yang dihubungkan ke sumber tegangan alternatif dan PLN. Kemudian relay kedua, kaki NC dihubungkan ke heater dari kaki COMnya.


44

Gambar 4.17 Hasil pemasangan kaki-kaki modul relay.

Untuk modul relay, pensaklaran terjadi saat inputan in1 atau in2 pada modul relay mendapat masukan 0V. mikrokontroler akan memproses switch tersebut dari masukan tegangan alternatif yang didapat. Tabel 4.5. Hasil pengujian relay in1 dan 2 Tegangan masuk Relay 5,07 0

Posisi saklar NC (Normaly Close) NO (Normaly Open)

4.3.5 Pengambilan Data dan Analisis dengan Tegangan Alternatif Pengambilan data dilakukan untuk 5 sumber tegangan alternatif yang berbeda dan data yang diambil tiap 2 menit. Data suhu yang diterima serta sumber tegangan yang digunakan dapat dilihat pada LCD 16x2. Pada pengujian ini hanya menggunakan sumber tegangan alternatif sebagai sumber utama pemanasan untuk mengetahui waktu pemanasan dan sumber tegangan berapakah yang dirasa mampu menghemat tegangan. Hasil akhir dari pengujian ini adalah melihat waktu pemanasan air menggunakan tegangan berapa yang cukup untuk memanaskan air selama ±15menit. Melihat dari tabel 4.6 didapat tegangan yang mampu memanaskan air antara 180-200 Vac. Jika tegangan lebih kecil dari 180 Vac pemanasan tetap dapat terjadi namun waktu pemanasan akan lebih lama sebaliknya semakin tinggi teganggan yang digunakan maka pemanasan air akan lebih cepat. Namun tegangan maksimal yang dapat diukur oleh sistem ini saat tegangan alternatif 240, lebih dari itu harus ada pengujian lebih lanjut. Adanya sistem saklar otomatis untuk mengefisinsi sumber tegangan PLN dan mempercepat waktu pemanasan saat tegangan alternatif kurang dari 100 Vac.


Tabel 4.6. Pengujian saat memanaskan air menggunakan tegangan alternatif Tegangan (V) 100

140

160

200

220

26 34 40 46 50 56 64 70 80

26 36 45 52 60 68 75 80

26 38 48 58 68 75 80

Suhu

Waktu (mnt) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70

180

26 27 30 32 34 36 38 40 42 44 46 47 48 50 52 53 55 56 58 60 61 63 64 66 67 69 70 71 73 74 75 76 77 78 79 80

26 29 33 35 38 40 43 45 47 50 54 57 60 63 67 70 73 77 80

26 31 38 44 48 53 57 62 66 70 75 79 80

45


(t)

46

Pengujian saat memanaskan air menggunakan tegangan alternatif

(V)

Gambar 4.18 Grafik pemanasan air dengan sumber tegangan alternatif

Dari 6 data yang diambil terdapat 1data yang sangat tidak efisien untuk memanaskan air. Jika menggunakan tegangan 100Vac waktu pemanasan ±70menit. Maka dibuat program untuk tegangan alternatif yang kurang dari 100Vac akan langsung pindah menggunakan sumber tegangan PLN.

4.3.6 Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif < 100Vac Tabel 4.7. Pengujian alat dengan sumber tegangan alternatif <100Vac Waktu (menit)

Tegangan Masukan (VAC)

Tegangan yang tertampil LCD

Suhu tertampil pada LCD (Co)

Suhu tertampil pada Multimeter (Co)

0 2 4 6 10 12 14 16 18 20 24 28 30 32 31

180 130 150 140 140 80 220 220 220 220 0 0 160 140 140

Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif PLN PLN PLN PLN Jaga Suhu Jaga Suhu Alternatif Alternatif Alternatif

23 37 37 37 37 37 50 64 64 77 77 77 77 77 77

26 34 36 40 43 45 55 64 72 80 74 70 75 78 80

Pengujian pada tabel 4.7 dilakukan dengan sumber tegangan alternatif yang diubahubah range tegangannya. Saat tegangan dibawah 100VAC, relay akan langsung pindah


47

menggunakan sumber tegangan PLN untuk memanaskan air. Pada awalnya tegangan masukan diberikan tegangan alternatif 180Vac. Sehingga tegangan tampilan awal alternatif, kemudian pada menit ke-12 sumber alternatif berkurang menjadi 80Vac. Relay akan switch menggunakan sumber PLN dan sumber PLN tersebut akan terus memanaskan air hingga suhu 80ᴼC. Sumber PLN tidak dapat kembali menggunakan sumber alternatif walaupun sumber alternatif sudah mampu untuk memanaskan air. Karena program yang dibuat hanya saat sumber alternatif yang kurang dari 100Vac atau tidak mampu memanaskan air kurang dari 15 menit.

4.3.7 Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif yang Dirubah Tabel 4.8. Perbandingan suhu yang tertampil LCD dengan suhu pada multimeter Pewaktuan Timer (menit)

Tegangan Masukan (VAC)

Tegangan yang tertampil LCD

Suhu tertampil pada LCD (Co)

Suhu tertampil pada Multimeter (Co)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

150 150 163 163,6 170,6 170,6 180,7 180,7 191 190,8 170,4 170,4 181 181 158 157,9 220 220 220 220 220 0

Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif Alternatif PLN PLN PLN PLN PLN Jaga Suhu

23 23 23 37 37 37 37 37 50 50 50 50 50 50 64 64 64 64 64 77 77 77

26 28 31 33 35 38 41 43 45 48 51 53 55 57 61 62 64 68 72 75 78 80

Setelah mendapatkan efisiensi tegangan dan waktu. Pada pengujian sistem secara keseluruhan semua data hasil pengujian sistem saklar otomatis pengendalian suhu air akan ditampilkan pada tabel 4.8. Data suhu yang diterima dan sumber tegangan yang digunakan


48

tertampil pada LCD. Kemudian akan dibandingkan keluaran dengan suhu yang tertampil pada thermometer digital yang terdapat pada multimeter digital. Pada pengujian sistem secara keseluruhan didapatkan perubahan tegangan masuk dari sumber alternatif menjadi sumber PLN. Saat diberikan tegangan alternatif 150Vac dan memulai pemanasan dengan tegangan alternatif. Mulai saat itu timer akan mulai menghitung pewaktuan hingga 15menit. Pensaklaran terjadi secara otomatis, saat menit ke16 terjadi perubahan sumber tegangan menjadi PLN. Artinya sesuai dengan perancangan sistem, saat suhu air kurang dari 80ᴼC namun pemanasan masih menggunakan sumber alternatif maka relay akan langsung switch menggunakan sumber PLN. Dari data tabel 4.8 ada perbedaan tampilan suhu antara LCD dengan multimeter, dimungkinkan karena program pembacaan suhu yang tidak mampu menghitung perkalian tiga angka dibelakang koma. Tegangan yang mengalami perbedaan seperti gambar 4.13 terdapat masalah pada perhitungan konversi ADC.

4.3.7 Analisis Pengendalian Suhu Tabel 4.9. Pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater Menit (menit) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15,5 16 17 18 19

Suhu tertampil LCD (ᴼC) 26 30 34 36 40 43 46 48 50 52 56 59 64 67 70 76 80 80 79 78 76

Menit (menit) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Suhu tampilan LCD (ᴼC) 75 74 72 71 70 73 77 80 80 79 78 78 77 76 74 73 72 70 74 77 80


49

Gambar 4.19 Grafik Pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater

Dari hasil tabel 4.9 didapatkan waktu pemanasan saat 15,5 menit suhu air sudah mencapai 80ᴼC. Melihat dari tabel tersebut saklar switch PLN selum akan terjadi. Maka heater memanaskan air menggunakan sumber alternatif terus. Setelah kondisi jaga suhu heater akan memanaskan kembali menggunakan sumber alternatif sehingga suhu air terjaga 80ᴼC.

4.4.

Hasil Perancangan dan Pembahasan Perangkat Lunak Pada bagian ini, menjelaskan tentang program-program yang terdapat dalam sistem

yang meliputi program untuk membaca nilai suhu air, pengatur ketinggian air, nilai minimal 100Vac, pewaktuan switch, masukkan tegangan alternatif dan kestabilan suhu air.

4.4.1. Program Untuk Membaca Nilai Suhu Air Listing program ini digunakan untuk membaca nilai suhu air yang didapat dari pemanasan air pada plant. Pembacaan dan pemrosesan suhu air tersebut diproses dengan cara memasukan nilai sensor suhu ke ADC port A.1. Pengondisi sinyal digunakan untuk mengubah tegangan masukan dari PT100 agar dapat digunakan pada mikrokontroler ATmega 8535. Tegangan yang dimaksud adalah 0-5volt untuk mikrokontroler.

Gambar 4.20 Program untuk membaca suhu air


50

Dari gambar 4.20 dapat dilihat hasil dari tampilan program membaca nilai suhu air seperti gambar 4.21

Gambar 4.21 Gambar tampilan pada LCD

4.4.2. Program Limit Switch Program ini digunakan untuk mendeteksi ketinggian air ±1 liter air. Saat air terkena limit switch atas maka pada tampilan LCD 16x2 akan muncul tulisan “Air Tercukupi”.

Gambar 4.22 List program limit switch

Hasil dari tampilan program limit switch dalam kondisi bak penampung air kosong seperti terlihat pada gambar 4.23. Setelah bak penampungan terisi penuh maka akan menyalakan heater.

Gambar 4.23 Hasil tampilan LCD ketika bak penampungan kosong

4.4.3. Program Saat Sumber Alternatif Kurang Dari 100Vac Program ini dibuat setelah melakukan pengujian saat tegangan alternatif kurang dari 100Vac tabel 4.7. Dari hasil pengujian tersebut pemanasan membutuhkan waktu 70 menit hingga suhu mencapai 80ᴼC. dari percobaan tersebut dibuat program saat tegangan alternatif <100Vac. Maka relay akan switch menggunakan sumber tegangan PLN.


51

Gambar 4.24 List program switch PLN saat tegangan alternatif kurang dari 100Vac

4.4.4. Program Timer Program timer ini digunakan untuk memindahkan sumber tegangan dari alternatif ke tegangan PLN. Program berjalan saat pemansan air menggunakan tegangan alternatif selama 15 menit tidak mampu memanaskan air sampai suhu yang diinginkan, maka secara otomatis tegangan sumber akan berubah menjadi tegangan PLN 220V. Saat pemanasan menggunakan tegangan PLN maka pemanasan air jauh lebih cepat. Hasil dari program timer ini dapat dilihat dari tabel 4.8. Pada menit ke-15 sumber tegangan masukan berubah dari tegangan alternatif menjadi sumber PLN. Hal ini menunjukan bahwa pada gambar 4.25, ketika variabel data sama dengan 900 maka akan mengaktifkan modul relay channel 1. Modul tersebut menyaklarkan sumber tegangan alternatif ke sumber tegangan PLN. Ketika suhu 80ᴼC maka relay akan mematikan heater.

Gambar 4.25 List program untuk mengatur pewaktuan switch PLN


52

4.4.5. Program Pendeteksi Masukan Alternatif List program ini digunakan untuk membaca data yang didapat dari rangkaian pendeteksi tegangan yang masuk ke ADC port A.0. Pada ADC dimikrokontroler tegangan 0-5volt dikonversikan menjadi 0-1023 karena untuk mempermudah pembacaan. Nilai 39,082 dan 33,503 pada gambar 4.26 didapatkan dengan perhitungan untuk mendapatkan nilai pada suatu titik. Pembacaan tegangan alternatif diberikan rentang mulai dari 60volt hingga 220volt. Setelah dilakukan konversi ADC ke 0-5, dilakukan konversi sekali lagi sehingga didapatkan nilai tegangan alternatif seperti nilai tegangan aslinya.

Gambar 4.26 List program untuk pendeteksi masukan alternatif

4.4.6. Program Untuk Mensetabilkan Suhu Air List program ini digunakan untuk mensetabilkan suhu air saat program membaca dari port ADC A.0 suhu 80oC maka data yang masuk ke mikrokontroler adalah 0,128. Maka pemrograman sistem antara suhu 70oC-80oC jika suhu air kurang dari 70oC maka sistem pemanasan air akan mulai memanaskan lagi hingga suhu stabil 80oC.

Gambar 4.27 Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan

Hasil dari pengujian kesetabilan suhu dilihatkan pada table 4.10 dengan heater akan ON kembali ketika suhu berada 70ᴼC.


53

Tabel 4.10 Pengujian kesetabilan suhu air

4.5

Waktu (menit)

Suhu Termometer (Co)

0 2 4 6 8 9

80 78 75 72 70 71

Kondisi Heater OFF OFF OFF OFF OFF ON

Analisis Kekurangan Sistem Analisis kekurangan sistem terjadi karena ketidak sesuaian alat dengan seharusnya.

Ketidaksesuaian sistem terjadi pada tampilan di LCD. Berikut ketidaksesuaian sistem: a. Tampilan kenaikan suhu tidak terjadi setiap 1 derajat, namun pengambilan kenaikan suhu diambil dari ±10 derajat. Hal ini menyebabkan kurangnya ketelitian dari setiap percobaan pembacaan suhu. b. Program yang dibuat akan menampilkan pada LCD bertuliskan “ PLN “ ketika tidak ada sumber tegangan yang masuk pada sistem. Pilihan tampilan tersebut akan membingungkan user mengenai tegangan masukan yang sebenarnya. c. Program yang dibuat saat sumber mulai memanaskan air menggunakan tegangan PLN. Jika sudah menggunakan sumber PLN tidak dapat switch kembali ke sumber alternatif, karena program yang dibuat tidak menyertakan switch kembali ke sumber alternatif. Sistem dapat switch lagi setelah kondisi jaga suhu tercukupi.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1

KESIMPULAN Berdasarkan analisis dan hasil data yang diperoleh dari hasil penelitian, dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut: 1. Alat ini dapat menggunakan sumber alternatif sebagai sumber utama pemanas air sehingga terjadi penghematan konsumsi listrik dari sumber PLN. 2. Saat sumber alternatif tidak tersedia sebagai sumber pemanasan air atau setelah 15 menit sumber alternatif tidak dapat memanaskan air, sistem akan mengubah sumber daya ke sumber PLN. 3. Dari data pengukuran yang didapat sumber tegangan alternatif mampu memanaskan air ±15 menit saat 180-200Vac. 4. Saat sistem sudah memanaskan air menggunakan sumber tegangan PLN, program tidak dibuat untuk dapat switch kembali menggunakan sumber alternatif. 5. Sistem kontrol pengendalian suhu menggunakan kontroler on-off.

5.2.

SARAN Saran bagi pengembangan sistem ini selanjutnya :

1. Sumber Alternatif dapat dibuat lebih nyata, dengan menggunakan sel surya atau kincir angin sebagai sumber alternatif. 2. Plant /bak penampung dapat dibuat lebih bagus dan kompatibel dalam menjaga suhu air. Jika hanya menggunakan plastik panasnya tidak tahan lama.

54

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Daftar Pustaka: [1]

[2] [3]

[4]

[5] [6] [7] [8]

Anneahira, _____, Penghematan Energi Listrik di Rumah, http://www.anneahira.com/penghematan-energi-listrik.htm, diakses 9 November 2014 Anneahira, _____, Hemat Energi Listrik – Hemat Energi Hemat Biaya, http://www.anneahira.com/hemat-energi-listrik.htm, diakses 18 Februari 2015 Kompasiana, 2013, Listrik Tenaga Angin dan Surya Menghidupi Pantai Ini , http://www.kompasiana.com/ratihsyifani.kompasiana.com/listrik-tenaga-angin-dansurya-menghidupi-pantai-ini_55208331a33311da4646cf46, diakses 10 Oktober 2014 Kuncoro, Agung Broto, 2007, Pemanas Air 1000 Watt Berbasis Mikrokontroler Avr Atmega8535, Fakultas Sains dan Teknologi Unuversitas Sanata Dharma, Yogyakarta _____, 2015, Datasheet Mikrokontroler ATmega8535. USA: ATMEL. Hal 3 M. Ary Heryanto, Wisnu Adi P, 2008, Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler Atmega8535, Penerbit Andi. Yogyakarta. Puspita, Maria Ratna, 2014, Catu Daya Digital Berbasis mikrokontroler ATMega 8535 , Fakultas Sains dan Teknologi Unuversitas Sanata Dharma, Yogyakarta PC Control, 2011, Dasar Komputer Buat Pemula, https://pccontrol.wordpress.com/2011/08/14/pengetahuan-dasar-penggunaan-timercounter-microcontroller-avr/ , diakses 27 November 2014

[9] [10] [11] [12]

[13]

[14]

Edminister, Joseph A, 1988, Rangkaian Listrik , Penerbit Erlangga, Jakarta Puasat. Elektronika Dasar, 2012, Limit Saklar dan Saklar Pus On, http://elektronikadasar.web.id/komponen/limit-switch-dan-saklar-push-on/, diakses 15 Januari 2015 Boylestad Robert, _____, Electronic Devices And Circuit Theory, Penerbit: Prentice Hall, New Jersey, Amerika Materisma, 2015, Cara Kerja Alat Dengan Induksi Elektromagnetik, http://www.materisma.com/2015/01/cara-kerja-alat-dengan-induksi.html , 17 Agustus 2015 Geeetech, 2015, 2-Channel Relay Module, http://www.geeetech.com/wiki/index.php/2-Channel_Relay_module , 23 Februari 2015 _____, 2012, LCD (Liquid Crystal Display), http://elektronika-dasar.web.id/teorielektronika/lcd-liquid-cristal-display/, diakses pada 9 April 2015.


LAMPIRAN


Lampiran A 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46.

/***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.04.4a Advanced Automatic Program Generator © Copyright 1998-2009 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 26/11/2015 Author : NeVaDa Company : Comments:

Chip type : ATmega8535 Program type : Application AVR Core Clock frequency: 12,000000 MHz Memory model : Small External RAM size :0 Data Stack size : 128 *****************************************************/ #include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm #include // Declare your global variables here unsigned int a, data=0, pindah; float konversi, suhu, alter, teg_alter, terima; unsigned char ambil[33]; #define ADC_VREF_TYPE 0x00

// Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10);

L1

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93. 94.

// Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; } // Timer1 overflow interrupt service routine // Timer 1 overflow interrupt service routine interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void) { TCNT1H=0xD2; TCNT1L=0x3A; data++; //setelah 1 detik increament data if(data==900) {pindah=1;} } void timer_on() { TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x05; TCNT1H=0xD2; TCNT1L=0x3A; TIMSK=0x04; #asm("sei"); } void timer_off() { TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; TIMSK=0x00; #asm("cli") } void tampilkan() { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Alternatif"); lcd_gotoxy(0,1); ftoa(konversi,0,ambil); lcd_puts(ambil); delay_ms(25);

L2

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 95. } 96. 97. void tampilkan_PLN() 98. { 99. lcd_clear(); 100. lcd_gotoxy(0,0); 101. lcd_putsf("PLN"); 102. lcd_gotoxy(0,1); 103. ftoa(konversi,0,ambil); 104. lcd_puts(ambil); 105. delay_ms(25); 106. } 107. 108. void cek_alter() 109. { 110. alter=(float)read_adc(0)*5/1023; 111. teg_alter=39.082*alter+33.503; 112. } 113. 114. void cek_suhu() 115. { 116. suhu=(float)read_adc(1)*5/1023; 117. terima=suhu*1000; 118. konversi=2.761904762*terima-273.5238095; 119. } 120. 121. void heater_on() 122. //{PORTD.5=1;} 123. {PORTD.5=0;} 124. 125. void heater_off() 126. //{PORTD.5=0;} 127. {PORTD.5=1;} 128. 129. void switch_PLN() 130. //{PORTD.0=0;PORTD.1=0;} 131. {PORTD.0=1;PORTD.1=1;} 132. 133. void switch_alter() 134. {PORTD.0=0;PORTD.1=0;} 135. //{PORTD.0=1;PORTD.1=1;} 136. 137. void isi_air() 138. { 139. lcd_clear(); 140. lcd_gotoxy(0,0); 141. lcd_putsf("Isi Air"); 142. delay_ms(25);

L3


} void cukup() { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Air Tercukupi"); delay_ms(25); } void jaga_suhu() { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Jaga Suhu"); delay_ms(25); } void main(void) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0xFF; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock

L4


// Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer1 Stopped // Mode: Normal top=0xFFFF // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;

L5


// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // USART initialization // USART disabled UCSRB=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC Clock frequency: 691.200 kHz // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC High Speed Mode: Off // ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x84; SFIOR&=0xEF; // SPI initialization // SPI disabled SPCR=0x00; // TWI initialization // TWI disabled TWCR=0x00; // Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the // Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 0 // RD - PORTC Bit 1 // EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 4 // D5 - PORTC Bit 5 // D6 - PORTC Bit 6 // D7 - PORTC Bit 7 // Characters/line: 16 lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Selamat Datang"); delay_ms(1500); lcd_clear(); a=200; pindah=0;

L6


while (1) { heater_off(); while(PINB.0==1)//limit atas {isi_air();} while(PINB.0==0)//limit atas { cukup(); cek_alter(); cek_suhu(); //tampilkan(); if((teg_alter>150)&&(konversi<=77)) //0.128 = 80 derajat { switch_alter(); cek_suhu(); tampilkan(); heater_on(); timer_on(); delay_ms(100); while((!(konversi>=77)&&!(data>=600)&&(pindah==0))) { heater_on(); cek_suhu(); cek_alter(); tampilkan(); delay_ms(100); if(teg_alter<=100){timer_off();pindah=1;} { //timer_off(); //heater_off(); } } } if((teg_alter<=150)&&(konversi<=77)||(pindah==1)) { switch_PLN(); cek_suhu(); tampilkan_PLN(); heater_on(); while(!(konversi>=77)) { heater_on(); cek_suhu(); tampilkan_PLN(); } }

L7

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 335. 336. 337. 338. 339. 340. 341. 342. 343. 344. 345.

while((suhu>=0.124)&&(konversi<=80)){jaga_suhu();cek_suhu(); delay_ms(100); data=0; timer_off(); heater_off(); } } } }

L8

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS MIKROKONTROLER

Recommend Documents