BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM

Pada bab ini akan dijabarkan mengenai perancangan dan realisasi dari perangkat keras dan perangkat lunak dari setiap modul yang menjadi bagian dari sistem ini. 3.1

Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras Pada perancangan dan realisasi perangkat keras dalam skripsi ini, perangkat keras

dibagi menjadi beberapa bagian yaitu : 1. Lemari Pengering 2. Modul Interface 3. Modul Penggerak 4. Modul Sensor 5. Modul Pemanas 6. Modul Pendeteksi Persilangan Nol 7. Modul Mikrokontroler 8. Kontrol Proportional Integral

3.1.1. Lemari Pengering Lemari pengering pakaian yang dirancang berdimensi (110 x 110 x 180) sentimeter. Lemari pengering ini dirancang mempunyai 2 bagian yaitu, bagian luar dan bagian dalam dan memiliki pintu ganda. Bagian luar pada lemari berbentuk balok dengan kerangka dari besi dan dindingnya terbuat dari bahan triplek. Sedangkan, pada bagian dalam dari lemari ini berbentuk silinder dengan diameter 100 cm dan tinggi 180 cm dan terbuat dari pelat besi. Plat besi dipilih untuk bahan bagian dalam lemari, karena dari segi ekonomi lebih murah dibanding dengan alumunium. Namun, oleh karena sifat besi yang menyerap panas maka, plat besi dilapisi dengan alumunium foil agar panas yang dihasilkan oleh pemanas tidak bocor dan diserap oleh besi. Karena lemari ini memiliki 2 bagian maka, terdapat sela diantara dinding pelapis dan bagian dalam lemari, pada bagian sela ini diisi dengan glass wool untuk menahan panas agar tidak keluar dari silinder besi. Pemilihan bahan untuk bagian luar dan dalam lemari disesuaikan dengan perancangan awal lemari ini, dimana 11

lemari dirancang agar suhu panas tidak keluar dari lemari sehingga, pada saat lemari dipegang tidak terasa panas. Perangkat keras yang digunakan untuk menunjang kinerja mesin pengering ini adalah lampu inframerah dengan daya maksimal 150 Watt [9, h.2]. Lemari pengering pakaian dirancang menggunakan 2 buah lampu infra merah tipe PAR 38 agar panas yang dihasilkan lebih maksimal dan proses kenaikan suhu lebih cepat. Untuk sumber sirkulasi udara didalam lemari digunakan 4 kipas dengan daya ± 1,92 W, dimana 3 kipas yang diletakkan pada bagian bawah dan samping lemari berfungsi sebagai pengatur sirkulasi udara di dalam lemari agar panas yang dihasilkan oleh pemanas merata dan 1 kipas yang diletakkan pada bagian atas lemari sebagai exhaust berfungsi agar udara yang mengandung uap air keluar dari dalam lemari. Gambar 3.1 akan menunjukkan skema realisasi perancangan lemari pengering dan penempatan hardware yang digunakan pada lemari pengering pakaian.

180 cm

110 cm 110 cm

Gambar 3.1. Skema realisasi lemari pengering dan penempatan hardware. 12

Keterangan gambar :

1. Motor power window. 2. Exhaust. 3. Moving hanger. 4. Kipas. 5. Interface (LCD dan Keypad). 6. Lampu Inframerah. 7. Kipas.

3.1.2. Modul Interface Bagian interface berfungsi untuk sarana interaksi user dengan sistem yang dirancang. Melalui bagian ini user dapat memberi masukan berupa jenis kain dan jumlah kain yang dikeringkan. Dengan adanya LCD user dapat memantau kinerja dari lemari pengering. Bagian ini secara keseluruhan terhubung dan dikendalikan oleh bagian pengendali utama. Ada dua komponen utama pada bagian interface yaitu keypad 4x4 dan LCD karakter 16x2. Keypad 4x4 digunakan sebagai sarana pengguna untuk memberikan masukan ke sistem. Keypad 4x4 memiliki konektor delapan pin yang dihubungkan ke mikrokontroler pada port D. LCD karakter 16x2 berfungsi sebagai penampil informasi yang ada pada sistem, juga sebagai penampil menu utama. Pada perancangan ini pin LCD dihubungkan dengan port A pada mikrokontroler. Gambar 3.2 menunjukkan keypad 4x4 dan LCD karakter 16x2 yang digunakan dalam perancangan.

Gambar 3.2 .Keypad 4x4 dan LCD karakter 16x2 yang digunakan dalam perancangan [11, h.5]. 13

3.1.3. Modul Penggerak Motor penggerak dalam perancangan lemari ini dihubungkan dengan hanger berbentuk segi 8 dengan diameter 100 sentimeter. Motor yang digunakan adalah motor DC pada power window mobil dengan tegangan kerja 12V DC. Motor ini berfungsi sebagai penggerak hanger sehingga, pakaian yang digantung pada hanger ini dapat berputar. Perputaran dari pakaian ini diharap dapat mempercepat proses pengeringan pakaian di dalam lemari. Arus yang digunakan motor power window adalah berkisar antara 1,6 – 3,8 Ampere dan tegangan yang digunakan sebesar 11,7 – 11,9 Volt. Melihat dari penggunaan arusa dan tegangan pada power window maka, besar daya yang digunakan motor power window berkisar antara 18,72 - 44,84 Watt [13, h.1]. Daya yang dihasilkan oleh motor DC ini berbanding lurus dengan massa beban yang digantung pada moving hanger. Semakin berat massa beban yang digantung semakin besar daya yang dihasilkan oleh motor DC.

Gambar 3.3. Motor Power Window. 3.1.4. Modul Sensor Sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban sekaligus di dalam lemari adalah SHT 11. Sensor ini dipilih karena hasil pengukuran temperatur dan kelembaban berupa output digital sehingga, mudah digunakan. Selain itu, sensor ini memiliki konsumsi daya yang rendah yaitu hanya 30 µWatt (typical). Jangkauan temperatur SHT 11 berkisar antara -40oC hingga 125oC dengan akurasi ±0,4 oC sedangkan, jangkauan kelembabannya bekerja pada kisaran 0 – 100% RH (Relative Humidity) dengan akurasi ±3,0% [12, h.1]. Waktu yang dibutuhkan sensor untuk mendeteksi nilai suhu dan kelembaban disebut response time. Untuk mendeteksi temperatur, waktu yang dibutuhkan minimal 5 14

detik dan waktu maksimal 30 detik. Pendeteksian kelembaban membutuhkan waktu 4 detik (typical) [12, h.2]. Data yang diterima sensor merupakan data dengan ukuran 8/12/14 bit. Resistor pull-up pada pin data dibutuhkan agar data dari SHT 11 dapat diolah oleh pengendali mikrokontroler.

Gambar 3.4 Koneksi sensor SHT 11 ke mikrokontroler [13, h.3]. Pengukuran suhu dan kelembaban dimulai setelah mengirim perintah (‘00000101’ untuk kelembaban, dan ‘00000011’ untuk suhu), mikrokontroler harus menunggu sekitar 210 ms sampai pengukuran selesai. Setelah pengukuran selesai, SHT 11 mengatur pin DATA menjadi low dan masuk ke idle state. Mikrokontroler harus menunggu data siap diambil terlebih dahulu sebelum mengatur pin SCK kembali membaca data. Data hasil pengukuran sensor disimpan sampai data dibaca oleh mikrokontroler. Sensor secara otomatis akan kembali ke Sleep Mode setelah pengukuran dan komunikasi dengan mikrokontroler selesai [12, h.5]. 3.1.5. Modul Pemanas Fungsi utama dari alat yang telah dibuat ini adalah mengeringkan pakaian. Oleh karena itu, untuk memenuhi fungsi utama dari pengering pakaian ini dibutuhkan suatu pemanas yang dapat mengubah listrik menjadi panas (kalor) sehingga, pakaian basah yang dikeringkan didalam lemari dapat kering sesuai dengan harapan. Dalam perancangan alat pengering pakaian ini, sumber pemanas yang digunakan adalah lampu pijar inframerah tipe PAR38 bermerk Osram dengan daya 150 watt yang membutuhkan catu daya sebesar 220 VAC. Lampu inframerah dipilih sebagai sumber pemanas karena, lebih hemat daya dibanding dengan elemen pemanas pada kompor listrik [8, h.2]. Lampu pijar inframerah 15

dipilih karena, 90% dari energi yang dihasilkan lampu ditransmisikan dalam bentuk panas dan 10% dari energi yang dihasilkan lampu akan ditransmisikan dalam bentuk cahaya sehingga, memiliki titik lebur kawat pijar yang tinggi dan berarti bahwa lampu inframerah merupakan sumber pemanas yang mampu menghasilkan panas yang tinggi dengan konsumsi daya yang rendah [9, h.1]. Lampu infra merah yang digunakan bertipe PAR 38 memiliki konsumsi daya 30 % lebih rendah dibanding tipe BR 125. Lampu infra merah tipe PAR 38 memiliki masa penggunaan maksimal selama 5000 jam [9, h.2] sehingga, cocok digunakan untuk sumber pemanas suatu pengering karena, bisa digunakan untuk pemakaian yang lama. Lensa reflector pada lampu jenis ini didesain untuk menghasilkan panas dengan arah yang tepat pada bagian yang dibutuhkan sehingga, panas yang dihasilkan terpusat pada satu titik. Selain itu, lampu ini memiliki kerangka yang kuat dan memiliki daya tahan yang kuat terhadap panas dari lampu itu sendiri. Aplikasi penggunaan lampu pijar infra merah dapat digunakan dalam bidang peternakan, pertanian dan industri [9, h.1].

Gambar 3.5. Lampu inframerah tipe PAR 38 [10, h.2]. Untuk menghidupkan pemanas yang bekerja pada tegangan kerja 220 VAC memerlukan rangkaian driver yang bertujuan untuk mengatur daya yang keluar sehinga suhu dapat stabil didalam pengering. Gambar 3.6 menunjukkan rangkaian driver pemanas yang digunakan dalam perancangan alat pengering ini, MOC 3020 digunakan sebagai saklar otomatis yang akan aktif bila ada beda potensial. Fungsi dari MOC 3020 ini adalah sebagai isolator dengan bagian DC dari rangkaian kendali utama agar tidak terhubung secara langsung ke jaringan AC sehingga, dapat mencegah agar tegangan AC tidak berhubungan langsung dengan mikrokontroler sehingga tidak rusak. Selain sebagai isolator MOC 3020 tersebut sebagai antarmuka antara bagian kendali (rangkaian DC) agar dapat berkomunikasi dengan jaringan AC. TRIAC berfungsi sebagai pengendali utama pemanas 16

untuk menggantikan fungsi saklar pemutus dan penyambung arus listrik yang besar namun, dalam rangkaian ini TRIAC berfungsi untuk mengaktifkan tegangan 220 VAC. mikro R1 330

U1 MOC 3020

R2 330

pemanas

Q1 TRIAC

R3 150

V2 -110/110V 50 Hz

C1 1uF

Gambar 3.6. Rangkaian driver pemanas. Nilai-nilai komponen pada rangkaian driver pemanas dapat dicari dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut: VRMS =

𝑉𝑝

(3.1)

√2

Sehingga, didapat harga tegangan puncak jala-jala PLN = 220 √2 V Keluaran arus maksimum dari MOC 3020 = 1A [7, h1] Untuk aktif, MOC 3020 membutuhkan arus (If) = 10 mA [7, h.2] Forward voltage (Vf) MOC 3020 = 1,5 V [7, h.2] R1 =

=

𝑉𝑚𝑖𝑘𝑟𝑜 −𝑉𝐷

(3.2)

𝐼𝑓

5−1,5 10𝑥10 −3

= 350 Ω ≈ 330 Ω Maka, didapatkan nilai R1 = 330 Ω R2 =

220 √2 V

1𝐴

= 311,13 Ω ≈ 330Ω

Maka, didapatkan nilai R2 = 330Ω Saat triac off, maka tegangan pada C1 naik secara eksponensial yang dapat dicari menggunakan rumus:

17

VC = 220√2 (1-ℯ 𝑑𝑉𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑉𝑐 𝑑𝑡

=

220√2 𝑅3 .𝐶1

max =

−𝑡 𝑅 3 .𝐶 1 )

x (1-ℯ

−𝑡 𝑅 3 .𝐶 1 )

220√2 𝑑𝑉𝑐 𝑑𝑡

(3.4) (3.5)

𝑅3 .𝐶1

Dari datasheet TRIAC BT 136 diketahui

(3.3)

(minimum) = 50 V/µs = 50 x 106 V/s [5,

h.1] maka, 50 x 106 = R3.C1

220√2 𝑅3 .𝐶1

= 6,22 x 10−6

R3 + R2 ≈ R3 + R2 ≈

𝑉𝑇

(3.6)

𝐼𝐺𝑇 15 0,035

R3 + R2 ≈ 428,57 Ω (minimum) ≈ 470 Ω Oleh karena nilai dari R3 + R2 telah didapatkan maka, nilai dari R3 dapat dicari dengan perhitungan sebagai berikut: R3 + R2 = 470 Ω R3 + 330 = 470 Ω R3 = 140 Ω ≈ 150 Ω Maka, didapatkan nilai R3 = 150 Ω. Nilai yang akan dicari selanjutnya adalah nilai dari C1, perhitungannya sebagai berikut : R3.C1

= 6,22 x 10−6

150.C1 = 6,22 x 10−6 C1 = 41,47nF (minimum) Maka, didapatkan nilai C1 yang didekatkan dengan C1 ≈ 1µF. Prinsip kerja MOC 3020 pada perancangan ini adalah MOC 3020 akan aktif jika ada beda tegangan antara masukan kaki 1 dan 2. Jika ada beda tegangan, maka keluaran dari MOC 3020 akan memicu gate pada TRIAC sehingga TRIAC aktif dan pemanas akan hidup. Input MOC 3020 berupa pulsa yang tergeser selama beberapa mili-detik lebih lambat dari sinyal interupsi zero crossing detector. Hal tersebut akan membuat VRMS TRIAC tereduksi dari VRMS maksimalnya. 18

Sedangkan, cara kerja TRIAC pada pengendali fase ini adalah dengan cara memotong sebagian luasan dari tegangan AC yang berbentuk sinusoida sebab TRIAC dapat berubah dari kondisi tidak menghantar ke kondisi menghantar dan sebaliknya. Saat tegangan AC berada pada titik nol (zero crossing), TRIAC dimatikan sebesar α derajat, setelah itu TRIAC dipicu. Besar tegangan yang dihasilkan adalah: Vo = Vo =

2 𝜋 2𝜋 𝛼

2𝑉𝑟𝑚𝑠 2 𝑠𝑖𝑛2 𝜔𝑡𝑑𝜔𝑡

4𝑉𝑟𝑚𝑠 2 4𝜋

(3.7)

(1 − 𝑐𝑜𝑠2𝜔𝑡)𝑑𝜔𝑡

(3.8)

Dari persamaan didapatkan : Vo = VRMS

1 𝜋

(π − α +

sin 2𝛼 2

)

(3.9)

Dengan mengubah nilai α dan memicu TRIAC dengan delay di mikro maka, tegangan rata-rata akan berubah. Semakin besar α maka tegangan rata-rata AC akan semakin kecil. Nilai α yang digunakan berkisar antara 0°- 180°. 3.1.6. Modul Pendeteksi Persilangan Nol Prinsip kerja dari zero crossing detector adalah membandingkan tegangan AC dengan tegangan referensi nol volt. Apabila tegangannya lebih besar dari nol volt maka output dari zero crossing detector akan high dan apabila tegangan lebih kecil dari nol volt maka, outputnya akan low. Perubahan dari low ke high dan dari high ke low inilah saat terjadi zero. Dapat dikatakan juga fungsi dari zero crossing detector adalah untuk mendeteksi gelombang sinus AC 220 V yang melewati tegangan nol. Rangkaiannya dapat dilihat pada Gambar 3.7. V3 5V +V

V1 -110/110V

R3 1k

D1 IN4007 T2

50 Hz 1A

R1 1k D2 IN4007

Vo R2 330k

Q2 C828

Gambar 3.7. Rangkaian zero crossing detector 19

Perubahan nilai dari high ke low merupakan seberangan titik nol peralihan dari positif menuju negatif dan perubahan nilai dari low ke high merupaka peralihan dari negatif menuju positif. Dari peralihan tersebut dapat dideteksi seberangan titik nol yang merupakan acuan yang digunakan sebagai awal pemberian nilai waktu tunda untuk memicu TRIAC. Nilai-nilai komponen dari rangkaian zero crossing detector dapat dicari dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut: Tegangan keluaran dari trafo yang dipakai = 15 VRMS Tegangan puncak di beban =

15 0,707

= 21,21 V (dioda ideal)

Untuk dioda tidak ideal Vp di beban = 21,21 – 0,7 = 20,51 V Nilai R3 dan R2 dapat diketahui dengan cara perhitungan sebagai berikut : β = hfe = 130 – 520 V= I.R hfe =

(3.10)

IC

(3.11)

IB

Dari Persamaan 3.10 didapatkan rumus untuk mencari R3 seperti dijelaskan di bawah ini : R3 = R3 =

V CC IC 5 5 x 10 −3

Ω = 1kΩ

Dari Persamaan 3.11 didapatkan nilai IB yang berfungsi untuk mencari nilai RB sebagai berikut : IB =

5x10 −3 A 130

IB = 38,46 µA RB =

20,51−0,7 38,46 µ

=

19,81 38,46 𝑥 10 −6

Ω = 515 kΩ

RB = R2 = 515kΩ Berdasarkan perhuitungan diatas, nilai R2 didekati dengan nilai ≈ 330kΩ. Nilai R1 dicari dengan perhitungan sebagai berikut : Arus pada beban =

20,51 10 3

A= 20,51 mA

Berarti, dengan nilai R3 = 1kΩ dapat men-supply arus sebesar 20,51 mA ke transistor yang membutuhkan arus sebesar 38µA. 20

3.1.7. Modul Mikrokontroller Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AVR ATmega8535, yang berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan seluruh proses operasi antara lain mengatur proses pengeringan pakaian yang disesuaikan dengan masukan berdasarkan jenis kain yang akan dikeringkan, mendeteksi jumlah pakaian, mengolah data dari sensor SHT 11, mengatur sudut picuan TRIAC, mendeteksi zero crossing detector dan mengatur kinerja dari semua perangkat keras pendukung seperti kipas, lampu dan interface. Mikrokontroler jenis ini dipilih karena, memiliki fitur yang cukup lengkap. Kapasitas memori program dan memori data cukup besar. Berikut akan dijelaskan mengenai penggunaan masing-masing port pada mikrokontroler Atmega8535. PORT A Port A dihubungkan dengan LCD karakter 16x2, yang digunakan sebagai penampil pilihan menu jenis pakaian yang dikeringkan, serta penampil suhu dan kelembaban yang terukur oleh SHT 11 didalam lemari pengering. PORT B Port B.0 dihubungkan dengan modul driver pemanas. Port B.1 dihubungkan dengan driver penggerak exhaust. Port B.2 dihubungkan pada output zero crossing detector yang berfungsi sebagai acuan pemicu TRIAC. Port B.3 terhubung dengan buzzer yang digunakan sebagai alarm bila baju telah kering. PORT C Port C digunakan untuk Pin Clock dan Pin Data SHT11. Port C.6 dihubungkan dengan Pin Data yang berfungsi untuk transfer data masuk atau keluar dari SHT 11. Port C.7 dihubungkan dengan Pin SCK yang berfungsi untuk sinkronisasi koneksi antara mikrokontroler dengan SHT 11. PORT D Port D dihubungkan dengan keypad 4x4. Keypad merupakan salah satu interface yang digunakan untuk memasukkan data berupa jumlah pakaian dan jenis pakaian yang akan dikeringkan.

21

Tabel 3.1. Konfigurasi PORT Mikrokontroler. Nama PORT Koneksi PORT A Terhubung dengan LCD PORT B.0 Terhubung dengan input driver pemanas PORT B.1 Terhubung dengan driver penggerak exhaust PORT B.2 Terhubung dengan output zero crossing detector PORT B.3 Terhubung dengan buzzer PORT C.6 Sebagai input data sensor PORT C.7 Sebagai output clock sensor PORT D Terhubung dengan keypad

3.1.8 Kontrol Proportional Integral Kontrol otomatis telah memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu dan teknologi. Sehubungan dengan berkembangnya sistem mikroprosesor dan mikrokontroler yang murah, mudah digunakan dan berteknologi canggih untuk pengendalian suatu sistem maka, perancangan alat banyak yang disatukan dengan sistem kontrolnya. Salah metode kontrol otomatis adalah metode kendali Proportional Integral (PI) seperti yang dipakai dalam perancangan sistem lemari pengering ini. Pengendali PI adalah suatu metode kendali yang berasal dari gabungan metode kendali Proposional dan Integral di mana masing – masing kendali memiliki kelebihan dan kekurangan sehingga dengan penggabungan metode tersebut kelemahan dapat terisi oleh kelebihan metode yang lain. 3.1.8.1.Kendali Proportional Fungsi dari pengendali proporsional adalah memperkuat sinyal kesalahan penggerak, sehingga akan mempercepat keluaran sistem mencapai titik referensi. Besarnya sinyal keluaran akan sama dengan sinyal masukannya sesuai dengan konstanta pembanding tertentu. Hubungan antara sinyal masukan M(t) dengan sinyal pembangkit kesalahan e(t) seperti pada Persamaan (3.24). m(t) = Kp. e(t)

(3.24)

Fungsi alihnya dalam transformasi Laplace, 𝑀(𝑠) 𝐸 (𝑠)

= 𝐾𝑝

(3.25)

22

Dengan e(t) adalah sinyal kesalahan pembangkit dan Kp adalah konstanta kepekaan proporsional. Kelemahan dari sistem ini adalah terdapatnya steady state error, yaitu output yang memiliki selisih terhadap set point. Diagram blok dari pengendali proposional ditunjukan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8. Blok diagram pengendali proportional [14, h.1]. 3.1.8.2.Kendali Integral Harga keluarga pengendali m(t) diubah dengan laju yang sebanding dengan isyarat kesalahan penggerak e(t). Hubungan antara sinyal masukan M(t) dengan sinyal pembangkit kesalahan e(t) seperti pada Persamaan (3.26). 𝑑𝑚 (𝑡) 𝑑𝑡

atau

= Ki. e(t)

m(t) = Ki

𝑡 0

(3.26)

𝑒 𝑡 𝑑(𝑡)

(3.27)


=

𝐾𝑖

(3.28)

𝑠

Dimana, Ki dapat diatur nilainya. Jika, e(t) nol maka m(t) tetap konstan. Aksi kendali integral sering disebut reset. Kerugian dari aksi kontrol ini adalah terjadi osilasi sehingga, mengurangi kestabilan sistem. Diagram blok pengendali integral ditunjukkan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Blok diagram pengendali integral [14, h.1].

23

3.1.8.3.Kendali Proportional Integral Kendali proportional integral memiliki persamaan : m(t) = Kp.e(t) +

𝐾𝑝 𝑇𝑖

𝑡 0

𝑒 𝑡 𝑑(𝑡)

(3.29)


1

= Kp [1 + 𝑇𝑖.𝑠 ]

(3.30)

Kp adalah kepekaan proportional (penguatan) dan Ti adalah konstanta waktu integral. Kp dan Ti dapat diatur sesuai dengan sistem yang dipakai. Ti mengatur kendali integral, sedangkan Kp mempengaruhi baik bagian proportional maupun integral. Untuk mencari nilai Kp, dan Ki maka, digunakan metode Ziegler Nichols yang dinyatakan dalam Tabel 3.2. Tabel 3.2. Metode Ziegler Nichols [14, h.2].

3.2

Controller

Kp

Ti

Proportional

Ti/KTd

Proportional + Integral

0,9Ti/KTd

3Td

Proportional + Integral + Derivative

1,2Ti/KTd

2Td

Td

0,5Td

Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak Sistem perangkat lunak ditanamkan kedalam mikrokontroler ATMega 8535 yang

berfungsi sebagai pengendali utama pada perancangan lemari pakaian ini. Pertama-tama saat sistem diaktifkan secara otomatis kipas dan moving hanger akan bekerja sedangkan, sistem melakukan inisialisasi pada masing-masing port mikrokontroler. Setelah inisialisasi dilakukan, akan muncul tampilan pilihan menu jenis kain pada LCD, yang akan digunakan sistem sebagai suhu acuan untuk mengeringkan pakaian sesuai dengan jenis kain yang dipilih. Setelah jenis kain dipilih, sistem akan mendeteksi jumlah pakaian yang akan dikeringkan dengan cara membaca input dari keypad yang terhubung dengan port mikrokontroler. Pilihan jenis kain dan jumlah kain yang telah dipilih oleh user akan ditampilkan pada LCD sebagai indikator agar masukan yang telah terdeteksi sesuai dengan 24

masukan yang telah diberikan user. Kemudian sistem melakukan inisialisasi pada sensor SHT 11, sensor akan mendeteksi suhu dan kelembaban aktual didalam lemari dan menampilkannya pada LCD. Suhu dan kelembaban yang ditampilkan dalam LCD akan dibaharui secara terus menerus sesuai dengan suhu dan kelembaban yang terukur didalam lemari. Secara otomatis sistem akan bekerja membatasi suhu maksimum sesuai dengan pilihan jenis kain yang dikeringkan menggunakan kontrol Proportional Integral, kemudian sistem memulai proses pengeringan. Jumlah kain yang terdeteksi menentukan nilai kelembaban untuk mendeteksi bahwa pakaian kering. Pakaian dinyatakan kering apabila memenuhi nilai kelembaban saat pakaian kering bersamaan dengan itu pula sistem akan non-aktif dan proses pengeringan telah selesai. Namun, apabila nilai kelembaban belum memenuhi nilai kelembaban saat pakaian kering maka, sistem akan melanjutkan proses pengeringan. Diagram alir perangkat lunak pada perancangan ini dapat dilihat pada Gambar 3.10.

25

Gambar 3.10. Diagram alir sistem.

26

Gambar 3.11. Diagram alir proses pembatasan suhu pemanas. Pada Gambar 3.11 menunjukkan subrutin diagram alir proses pembatasan suhu pada pemanas yang disesuaikan pada pilihan jenis kain yang ditentukan oleh user. Proses pemilihan jenis kain dimulai setelah sistem melakukan inisialisasi pada masing-masing port mikrokontroler. Pada LCD ditampilkan 4 (empat) pilihan menu sesuai dengan jenis kain, pilihan pertama yaitu denim, suhu maksimum denim diatur pada suhu 60℃. Pilihan kedua yaitu katun dan pilihan ketiga yaitu campuran, kedua pilihan menu ini memiliki pembatasan suhu maksimum yang sama yaitu diatur pada suhu 50℃. Pilihan keempat yaitu wol, suhu maksimum wol diatur pada suhu 40℃. Apabila user telah menentukan salah satu pilihan menu maka proses pengeringan akan dimulai berdasarkan dengan pilihan jenis kain yang dipilih user, proses pemilihan jenis kain akan kembali ke menu pilihan pertama jika tidak ada pilihan menu yang dipilih user. Proses pengeringan akan berhenti jika baju telah dinyatakan kering dan proses pengeringan akan terus berlangsung jika baju dinyatakan belum kering.

27

Gambar 3.12. Diagram alir inisialisasi sensor SHT 11. Salah satu komponen terpenting pada perancangan lemari pengering pakaian ini adalah sensor SHT 11. Sensor ini bekerja untuk mendeteksi suhu dan kelembaban pada lemari pengering. Port C.6 dan C.7 pada mikrokontroler dihubungkan pada pin data dan clock sensor. Sinyal clock pada mikrokontroler dibutuhkan sensor untuk mengirim data digital ke mikrokontroler. Data yang dikirim berupa data digital sehingga, kelebihan dari sensor ini adalah memiliki kemampuan mengolah data dari analog ke digital. Data yang diterima oleh mikrokontroler diolah menjadi data suhu dan kelembaban yang disesuaikan dengan perhitungan pada petunjuk penggunaan sensor. Data suhu dan kelembaban yang telah diukur kemudian digunakan sebagai acuan pengaturan suhu dan kelembaban pada sistem.

28

Gambar 3.13. Diagram alir pembatasan suhu maksimum setiap pilihan menu. Pada perancangan ini pembatasan suhu maksimum disesuaikan dengan input pilihan menu jenis kain, masing-masing jenis kain memiliki spesifikasi pembatasan suhu maksimum yang berbeda-beda. Denim dibatasi pada suhu 60oC, katun dan campuran pada suhu 50oC dan wol pada suhu 40oC. Pertama pengendali akan mengatur suhu maksimum yang disesuaikan dengan pilihan menu jenis kain yang telah ditentukan oleh user. Output 29

dari rangkaian zero crossing detector yang berupa pulsa kotak akan digunakan sebagai acuan untuk memicu TRIAC yang akan mengendalikan kerja pemanas. Data suhu pada sensor yang telah dikonversi akan digunakan sebagai input acuan pengendalian suhu oleh program. Setelah itu, data suhu tersebut diolah menggunakan perhitungan pengendali Proportional Integral, suhu yang diambil adalah suhu aktual. Hasil dari perhitungan tersebut merupakan sudut α yang berfungsi sebagai titik acuan TRIAC dalam memotong VRMS AC. Kemudian dari sudut α itu, pengendali akan mengirimkan pulsa kotak yang sefase dengan sudut α tersebut ke pengendali TRIAC. Apabila suhu mencapai lebih dari suhu maksimum yang telah ditentukan maka pengendali melalui TRIAC akan memotong tegangan VRMS AC sehingga, daya dari pemanas akan berkurang dan suhu tidak naik. Namun, apabila suhu kurang dari sama dengan suhu maksimum maka program akan mengolah data suhu aktual kembali. Gambar 3.13 merupakan diagram alir pembatasan suhu maksimum masing-masing pilihan menu.

30

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM

Recommend Documents