LEMBAR JUDUL RANCANG BANGUN HELM YANG DILENGKAPI KONTROL SUHU DENGAN SUMBER ENERGI SOLAR CELL
SKRIPSI
Disusun Oleh : Akbar Febianto 09530109
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016
i
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN HELM YANG DILENGKAPI KONTROL SUHU DENGAN SUMBER ENERGI SOLAR CELL Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh: Akbar Febianto 095301009 Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I
Pembimbing II
M.Chasrun Hasani,ST,MT.
Ilham Pakaya,ST.
NIDN.0007086808
NIDN.0717018801
ii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN HELM YANG DILENGKAPI KONTROL SUHU DENGAN SUMBER ENERGI SOLAR CELL
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh : Akbar Febianto 09530109
Tanggal Ujian : 27 Juli 2016 Periode Wisuda : Disetujui oleh :
1. M.Chasrun Hasani,ST,MT.
(Pembimbing I)
NIDN.0007086808
2. Ilham Pakaya,ST.
(Pembimbing II)
NIDN.0717018801
3. Dr.Ir.Lailis Syafa’ah,MT.
(Penguji I)
NIDN.0721106301
4. Ir.Nur Kasan,MT. NIDN.0707106301
(Penguji II) Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT NIDN.0718036502
iii
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini : NAMA
: Akbar Febianto
Tempat/Tgl Lahir
: Banyuwangi/24-12-1990
NIM
: 09530109
FAK./JUR.
: TEKNIK/ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul “RANCANG BANGUN HELM YANG DILENGKAPI KONTROL SUHU DENGAN SUMBER ENERGI SOLAR CELL” beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku. Malang, ……… Yang Membuat Pernyataan
Mengetahui,
(Akbar Febianto)
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
M.Chasrun Hasani,ST,MT.
Ilham Pakaya,ST
NIDN. 0007086808
NIDN. 0717018801
iv
ABSTRAK
Kemacetan yang merupakan masalah utama kondisi lalu-lintas di kotakota seperti malang, menyebabkan orang-orang yang membutuhkan ketepatan waktu dalam melakukan aktivitas perjalanan (mobilisasi) lebih memilih sepeda motor sebagai kendaraan yang paling praktis dan cepat. Seiring meningkatnya kebutuhan akan sepeda motor, kebutuhan akan alat pelindung kepala (biasa disebut Helm) yang sifatnya melindungi kepala secara utuh (full-face) juga akan meningkat. Pengembangan helm-helm jenis ini juga terus berjalan seiring dengan waktu disesuaikan dengan kebutuhan akan helm dengan harga terjangkau tetapi juga memperhatikan kualitas yang baik. Melalui identifikasi kebutuhan pelanggan, didapatkan bahwa helm-helm yang beredar di pasar masih memiliki kelemahan bila digunakan pada keadaan cuaca panas, sehingga menjadi penyebab perubahan suhu kepala yang signifikan. Kebutuhan inilah yang akan diangkat dan dicoba dijawab dengan melakukan perancangan dan pengembangan alat pengontrol suhu pada helm. Adapun tahaptahap yang dilakukan selanjutnya adalah penetapan spesifikasi produk, penyusunan beberapa konsep, seleksi konsep, pengujian konsep, pembuatan prototype, desain untuk proses manufaktur sampai terakhir ke tahap analisis ekonomi untuk melihat apakah produk ini layak untuk dikembangkan atau tidak dengan mempertimbangkan biaya, harga jual, keadaan pasar dan ekonomi secara global.
v
ABSTRACT
Congestion is a major problem of traffic conditions in cities such as poor, causing people who need timeliness in making travel activity (mobilization) prefer motorcycles as the most practical vehicle and quickly. With the increasing demand for motorcycles, need for head protection equipment (commonly called Helm) that are protecting the head as a whole (full-face) will also increase. Development of the helmets of this type also continue to run over time adapted to the need for a helmet at an affordable price, but also pay attention to good quality. Through the identification of customer needs, it was found that the helmets on the market still have drawbacks when used in hot weather conditions, which became the cause of significant temperature changes head. This needs to be raised and tries to answer by doing the design and development of the temperature control device on the helmet. The stages do next is to establish product specifications, preparation of some of the concepts, selection concept, concept testing, prototype, design for process manufacturing until the final stage of economic analysis to see whether the product is worth to be developed or not by considering costs, sales price, market conditions and the global economy .
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji
syukur
kepada
Nya.sehingga penulis
Allah
dapat
SWT
atas
menyelesaikan
rahmat
Tugas
dan
Akhir
ini.
karuniaPenulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kedua orang tuaku yang selalu mengalirkan doanya tanpa henti, tanpa lelah untuk anak mereka.
Juga kepada Tiga kakakku Sumiah
Yuliani,Edy Krismawan dan Rinik Imsiah yang selalu mendukung Adikknya ini
tak lupa pula Asriah,Spd yang selalu memotifasi dan
mendukung dalam menyeleseikan tugas akhir ini. 2. Dekan Fakultas Teknik dan Keluarga (FT) Bapak Ir. Sudarman, MT, beserta jajaran dekanat. 3. Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Nur Alif Mardiyah, Ir, MT dan Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Bapak Machmud Effendi, ST, M.Eng beserta seluruh stafnya. 4. Bapak M. Chasrun Hasani, ST, MT dan Bapak Ilham Pakaya, ST yang telah meluangkan waktunya guna membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Ibuk Dr.Ir.Lailis Syafa’ah,MT dan Bapak Ir.Nur Kasan,MT yang telah memberikan masukannya guna penyempurnaan tugas akhir ini. 6. Teman-teman
seangkatan
2009
yang
senantiasa
membantu
dan
memberikan masukannya. 7. Keluarga Besar WS-ROBOTIKA FT UMM, yang sudah banyak sekali membantu, tiada kata kiasan yang bisa di ucapkan untuk mengumpamakannya. 8. Juga kepada seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Semoga Allah Swt memberikan limpahan dan rahmat serta hidayah -Nya atas segala kebaikan juga ilmu yang bermanfaat dan semoga kita selalu dalam lindungan serta tuntunan-Nya vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Sholawat serta salam semoga tercurah kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin. Atas kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul : “RANCANG BANGUN HELM YANG DILENGKAPI KONTROL SUHU DENGAN SUMBER ENERGI SOLAR CELL”
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik (ST) di
Universitas Muhammadiyah
Malang. Selain itu penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literatur dan dapat memberikan manfaat bagi semuanya. Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak sengaja.
Malang, Agustus 2016
Penulis
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .......................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN........................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iii LEMBAR PERNYATAAN .......................................................................... iv ABSTRAK ..................................................................................................... v LEMBAR PERSEMBAHAN ...................................................................... vii KATA PENGANTAR ................................................................................ viii DAFTAR ISI ................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah........................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 2 1.4 Tujuan ............................................................................................. 2 1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sensor LM35 .................................................................................. 4 2.2 Arduino Uno ................................................................................... 7 2.3 Solar Sell....................................................................................... 10 2.4 Motor DC ...................................................................................... 12
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Perancangan Perangkat Keras....................................................... 17 3.1.1 Sensor Lm35 ........................................................................ 18 3.1.2 Perancangan Driver Motor DC ............................................ 19 3.1.3 Solar Cell ............................................................................. 20
ix
3.1.4 Arduino ................................................................................ 21 3.2 Perancangan Perangkat Lunak ...................................................... 22
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT 4.1 Pengujian rangkaian Sensor LM35 ............................................... 23 4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian LM35 ....................................... 24 4.2 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC ....................................... 26 4.2.1 Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor DC .................... 26 4.3 Pengujian PWM ............................................................................ 26 4.3.1 hasil Pengujian PWM .......................................................... 27 4.4 Pengujian Suhu Terhadap RPM ................................................... 29 4.4.1 hasil Pengujian Suhu Terhadap RPM .................................. 29 4.5 Pengujian Keseluruhan Sistem ..................................................... 31 4.5.1 Hasil Pengujian Keseluran Sistem ....................................... 31
BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................... 33 5.2 Saran ............................................................................................. 33 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 34
x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 IC LM35 ..................................................................................... 4 Gambar 2.2 Akurasi LM35 Terhadap Suhu ................................................... 5 Gambar 2.3 Hardware Arduino ...................................................................... 8 Gambar 2.4 Solar Cell .................................................................................. 10 Gambar 2.5 Motor DC ................................................................................. 13 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem .............................................................. 16 Gambar 3.2 Desain Helm ............................................................................. 17 Gambar 3.3 Sensor LM35 ............................................................................ 18 Gambar 3.4 Rancangan Sensor LM35 ......................................................... 18 Gambar 3.5 Rancangan Driver ..................................................................... 19 Gambar 3.6 Rancangan Solar Cell .............................................................. 20 Gambar 3.7 Proses Keseluruhan Sistem ...................................................... 21 Gambar 3.8 Flowchart Algoritma Sistem Pengontrol Suhu ........................ 22 Gambar 4.1 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Sensor Suhu LM35. ....... 23 Gambar 4.2 Hasil Pengujian Menggunakan Serial Monitor. ....................... 24 Gambar 4.3 Keluaran tegangan LM35 menggunakan Avometer ................ 24 Gambar 4.4 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Driver Motor DC ........... 26 Gambar 4.5 Hasil Pengujian Simulasi PWM ............................................... 27 Gambar 4.6 Pengujian PWM Saat 65% ....................................................... 27 Gambar 4.7 Pengujian PWM Saat 80% ....................................................... 28 Gambar 4.8 Pengujian PWM Saat 95% ....................................................... 28 Gambar 4.9 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 27°C ................... 29 Gambar 4.10 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 29°C ................. 29 Gambar 4.11 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 35°C ................. 29 Gambar 4.12 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 42°C ................. 30 Gambar 4.13 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 42.16°C ............ 30 Gambar 4.14 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 47°C ................. 30
xi
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Tabel Error Pengujian Sensor LM35 ........................................... 25 Tabel 4.2 Tabel Pengujian Keseluruhan Helm ............................................ 31
xii
DAFTAR PUSTAKA [1]
Harintama, Amelia. 2015.Rancang Bangun Lemari Pengering Pakaian Dengan Deteksi Kekeringan Berdasarkan Suhu.Surabaya: PENS-ITS
[2]
Vian, Ervin (2012). Flowcart Suhu Dan Kelembaban: Surabaya:From
[3]
Datasheet Sensor LM35. 7.7 (2016). Texas Instruments
[4]
Datasheet IRF520. 7.7 (2016). Fairchild Semiconductor
[5]
Evans, Brian. 2011. Begining Arduino Programming. Apress
[6]
Banzi, Massimo. 2011. Getting Started with arduino. Sebatopol: O’Reilly Media, Inc.
[7]
Purwanto Gendroyono, 1999. “Sistem Penggerak Motor Induksi dengan Beban Berubah Menggunakan Inverter PWM Berbasis Mikrokontroler”, Program Studi Teknik Elektro Jurusan Ilmu-ilmu Teknik, Program Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
[8]
Hasyim Asy’ari, Jatmiko, Angga, Intensitas Cahaya Matahari terhadap Daya Keluaran Sel Surya, RAPI XI, UMS, Surakarta.
[9]
Wang, Cheisang, 2008, Power Management of a stand-alone Wind/Photovoltaic/Fuel Cell Energi System, IEEE Transaction on Energi Conversion, Vol 23 No.3.
34
