MODEL PENGEREMAN MOBIL LISTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI TUGAS AKHIR

MODEL PENGEREMAN MOBIL LISTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

Mastok Debian Vitrali NIM : 105114032

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI FINAL PROJECT

MODEL BREAKING CAR ELECTRIC USING MICROCONTROLER ATMEGA8535 Presented As Partial Fulfillment Of The Requirement To Obtain The Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program

Mastok Debian Vitrali NIM : 105114032

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015

ii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

iii


iv


v


HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO

SEMUA BERAWAL DARI HAL TERKECIL

Persembahan Karya ini kupersembahkan untuk Tuhan YME yang telah memberikan yang terbaik yang saya jalani Untuk ayah, ibu, dan adik saya yang selalu mensuport saya Keluarga besar Teknik elektro 2010 yang selalu membantu saya Dan untuk seseorang yang selalu mendampingi saya

vi


vii


INTISARI Kebutuhan masyarakat pada alat transportasi yang aman dan nyaman, mendorong terus berkembangnya teknologi dibidang otomotif. Saat ini masyarakat menggunakan kendaraan dengan bahan bakar minyak. namun cadangan minyak bumi semakin menipis dantingginya polusi yang disebabkan oleh asap kendaraan. maka dari itu, dikembangkanlah teknologi mobil listrik.untuk mengatasi kendaraan yang aman dibutuhkan suatu pengereman pada motor listrik. Sistem pengereman ini menggunakan prototipe dengan supplai 12v dan pengereman menggunkanan resistor sebagai acuannya. Sistem pengereman ini melalui beberapa proses analisis diantaranya perhitungan nilai resistor, menimbang berat prototipe, pengecekan sistem, percobaan kecepatan motor, dan waktu berhenti. Sistem pengereman motor listrik menggunakan resistor menghasilkan nilai kecepatan dan berhentinya prototype dengan nilai resistor sebesar 0Ω, 0,12Ω, 0,15Ω, 0,39Ω, 0,47Ω. Pengereman pada motor listrik bekerja dengan baik. alat tersebut berhenti pada jarak 35cm.

Kata kunci : motor listrik, resistor, pengereman

viii


ABSTRACT The needs of people on a means of transportation a safe and comfortable , continue to encourage the development in the fields of automotive technology .Currently the community using vehicles with fuel oil . But oil deposit depleting dantingginya pollution caused by vehicles smoke . Then from it , dikembangkanlah car listrik.untuk technology overcome a safe vehicle is required a braking on an electric motor . System braking use prototypes with 12v supply and braking menggunkanan resistor as its.System braking through some process of analysis of them calculation of the value of resistor, weighing heavily prototype, checking system, experiment motor speed, and quitting time. Braking system an electric motor using resistor produce the value of speed and the cessation of prototype resistor with a value of as much as 0Ω, 0,12Ω, 0,15Ω, 0,39Ω, 0,47Ω. Braking in an electric motor work well if this instrument stop at 35cm.

Keywords: electric motors, resistors, braking

ix


KATA PENGANTAR Puji dan Syukur kepada Tuhan Yesus karena telah memberikan Berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan baik, dan dapat memperoleh gelar sarjana. Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa tidak lepas dari seluruh bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memberikan yang saya butuhkan bukan yang saya inginkan 2. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 3. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elekro Universitas Sanata Dharma 4. Pius yozy merucahyo S.T, M.T, selaku dosen pembimbing yang dengan tenang dan penuh kesabaran untuk membimbing dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. 5. Dr. Linggo sumarno, Wiwien Widyastuti, S.T., M.T., selaku dosen penguji yang telah memberikan bimbingan, saran, dan merevisi Tugas Akhir ini. 6. Maria susi tri handayani, ibu yang selalu sabar menghadapi anaknya dan selalu memberikan doa dan semangat. 7. Darmaji, ayah yang selalu mensuport dan selalu membantu disaat susah dan senang. 8. Krisnita yuliani, adik yang menjadikan acuan untuk selalu menyelesaikan tigas akhir ini. 9. Annisa Virginia oktaviani, terima kasih yang selalu sabar menghadapi penulis disaat susah. Dan terima kasih atas dukungan dan doanya yang selalu menyertai. 10. Rake silveria yang selalu membantu dan mendukung mengerjakan skripsi ini. 11. Seluruh staff sekretariatdan laboratorium FST yang selalu membantu dan menyiapkan alat untuk pengambilan data. 12. Burjo paingan yang selalu memberikan energi dan tempat untuk bersenda gurau kepada teman – teman. x


xi


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................................................. i HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................................ ii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................. iii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................................. iv HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP .................................................. v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA …………………vi INTISARI ........................................................................................................................... vii ABSTRACT ....................................................................................................................... viii KATA PENGANTAR ......................................................................................................... ix DAFTAR ISI........................................................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xiv DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................................... 1 1.1Latar Belakang .................................................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................................ 2 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................................. 2 1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................................... 2 1.5 Batasan Masalah .............................................................................................................. 2 1.6 Metodologi Penelitian ...................................................................................................... 3 BAB II DASAR TEORI....................................................................................................... 5 2.1 Mobil Listrik .................................................................................................................... 5 2.2 Model Pengereman Dengan Sensor Jarak Ultrasonik ...................................................... 5 xii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2.3 Model Pengereman Menggunakan Hambatan Pada Sistem ............................................ 5 2.4 Metode Pengereman Motor Listrik .................................................................................. 6 2.5 Metode Pengereman Secara Plugging ............................................................................. 6 2.6 Metode Pengereman Dinamis .......................................................................................... 6 2.7 Teori Fisika pada Motor DC ............................................................................................ 6 2.7.1Gaya ................................................................................................................... 6 2.7.2Torsi ................................................................................................................... 7 2.7.3Kecepatan ........................................................................................................... 8 2.7.4Percepatan .......................................................................................................... 9 2.7.5Energi Listrik ................................................................................................... 10 2.8 Komponen pada Prototype Kendaraan Mobil Listrik .................................................... 10 2.8.1Motor DC ......................................................................................................... 11 2.8.2Motor DC sebagai generator ............................................................................ 12 2.8.3Sensor jarak ultrasonic PING........................................................................... 14 2.8.4Mikrokontroller AVR ATmega8535 ............................................................... 15 2.8.4.1Konfigurasi Pin ATmega8535 .......................................................... 16 2.8.4.2Peta Memory ATmega8535 .............................................................. 19 2.8.4.3Memory Data .................................................................................... 19 BAB III PERANCANGAN ............................................................................................... 21 3.1. Perancangan Sistem ...................................................................................................... 21 3.2Perancangan Modul Relay .............................................................................................. 23 3.3Rangkaian Relay Sebagai Saklar .................................................................................... 24 3.4Rangkaian Mikrokontroller ATmega8535 ...................................................................... 26 3.5Flowchart Sistem Pengendali Rem ................................................................................. 27 3.6Tahap – tahap Perhitungan Sistem .................................................................................. 29 xiii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 3.6.1Menentukan Nilai Resistor .............................................................................. 30 3.6.2Motor DC sebagai Generator ........................................................................... 32 3.6.3Desain mobil .................................................................................................... 32 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................................... 33 4.1.

Perangkat sistem pengereman motor listrik ............................................................. 33 4.1.1perangkat pendukung ....................................................................................... 35

4.2.

Data Pengujian dan pembahasan ............................................................................. 36 4.2.1Pengecekan Sistem Relay ................................................................................ 36 4.2.1.1Pengecekan Modul Relay ................................................................. 36 4.2.1.2Pengecekan Pembalik Putaran .......................................................... 37 4.2.1.3Pengecekan Pemutus Arus ................................................................ 38 4.2.1.4Pengecekan Motor ............................................................................ 38

4.3.

Perhitungan Nilai Resistor ....................................................................................... 39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................................. 48 5.1Kesimpulan ..................................................................................................................... 48 5.2Saran ............................................................................................................................... 49 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................................. LAMPIRAN LAMPIRAN A program pengereman motor listrik ........................................................... L 1

xiv


DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Torsi ....................................................................................................... 7 Gambar 2.2 Gaya Lorenz ..................................................................................................... 11 Gambar 2.3 Gerak Motor DC .............................................................................................. 12 Gambar 2.4 Generator DC ................................................................................................... 13 Gambar 2.5 Gelombang Generator DC ............................................................................... 13 Gambar 2.6 Sensor PING .................................................................................................... 14 Gambar 2.7 Pin Mikrokontroller.......................................................................................... 16 Gambar 2.8 Peta Memori Mikrokontroller .......................................................................... 19 Gambar 2.9 Data Mikrokontroller ....................................................................................... 20 Gambar 3.1 Sistem Model Pengereman Motor Listrik ........................................................ 21 Gambar 3.2 Rangkaian Modul Relay................................................................................... 23 Gambar 3.3 Rangkaian Pemutus Arus ................................................................................. 24 Gambar 3.4 Rangkaian Keseluruhan Sistem ....................................................................... 25 Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroller .............................................................................. 27 Gambar 3.6 Flowchart sistem Mikrokontroller ................................................................... 28 Gambar 3.8 Desain Model Mobil ........................................................................................ 32 Gambar 4.1 Modul Relay..................................................................................................... 33 Gambar 4.2 Rangkaian Pemutus Arus ................................................................................. 34 Gambar 4.3 mikroAVR ........................................................................................................ 34 Gambar 4.4 rangkaian Pembalik Arus ................................................................................. 35 Gambar 4.5 Kabel Penghubung ........................................................................................... 35 Gambar 4.6 Sensor PING .................................................................................................... 36 Gambar 4.7 Program Pengecekan sistem Relay .................................................................. 36

xv

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Gambar 4.8 Pengecekan Motor............................................................................................ 38 Gambar 4.9 Program Pendetekai Sensor Ping ..................................................................... 43

xvi


DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konfigurasi pin ATmega8535 ............................................................................. 16 Tabel 4.1 Modul Relay ........................................................................................................ 37 Tabel 4.2 Pembalik Putaran ................................................................................................. 37 Tabel 4.3 Pemutus Arus ....................................................................................................... 38 Tabel 4.4Waktu Motor Berhenti Motor dari Titik Awal Sampai Prototype Diam ............. 39 Tabel 4.5 Data Jarak Berhenti Mobil ................................................................................... 43 Tabel 4.6 Data persentasi kesalahan .................................................................................... 44 Tabel 4.7 Nilai waktu terhadap Resistor .............................................................................. 46 Tabel 4.8 Perbandingan Waktu ............................................................................................ 47

xvii


BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah Kebutuhan masyarakat pada alat transportasi yang aman dan nyaman, mendorong terus berkembangnya teknologi di bidang otomotif. Tingkat mobilisasi masyarakat yang tinggi menjadi alasan dibutuhkannya kendaaran yang aman dan nyaman. Saat ini masyarakat masih menggunakan kendaraan dengan bahan bakar minyak. Namun cadangan minyak bumi mulai menipis dan semakin tingginya tingkat polusi yang disebabkan oleh asap kendaraan. Maka dari itu, dikembangkanlah teknologi mobil listrik. Selain mengubah sistem pembakaran mobil dari bahan bakar minyak ke listrik, tingkat keamanan dan kenyamanan pengguna juga menjadi tolak ukur pengembangan teknologi mobil listrik.

Sebagai contoh, semakin

tingginya tingkat kecepatan sebuah kendaraan maka resiko terjadinya kecelakaan juga semakin tinggi. Oleh karena itu, untuk mengurangi resiko kecelakaan maka dibuatlah sistem pengereman otomatis pada kendaraan. Permasalahan yang akan diteliti adalah bagaimana arus listrik menurunkan kecepatan pada motor dan melakukan pengereman pada motor tersebut. Hal itu untuk meminimilasi terjadinya kecelakaan yang sering terjadi. Adapun beberapa peneliti yang pernah dilakukan antara lain oleh Noer Soedjarwanto dan Osea Zebua dengan judul prototype mengereman otomatis untuk mobil listrik dimana penguji merancang sistem pengereman dengan pentedeksi sensor jarak ultrasonic [1]. Selain itu, penelitian yang dilakukan oleh ian hardianto siahaan dengan metode ABS (antilock breaking sistem) dan TCS (traction control sistem) [2].

1


Berdasarkan

jurnal

tersebut,

penulis

ingin

merancang

2

dan

menganalisis prototype pengereman mobil listrik dengan metode sensor jarak untuk mendeteksi halangan dan metode pengereman pembebadan daya. 1.2. Rumusan Masalah Dari latar belakang tersebut diperoleh rumusan masalah, yaitu bagaimana merancang dan menganalisis pengereman motor dengan sensor jarak sebagai pendeteksi dan pembebanan pada daya, dengan kecepatan dan berat protype konstan. 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis dan merancang pengereman motor dengan menggunakan beban yang telah ditentukan. Sistem ini digunakan pada keadaan darurat seperti pengendara kurang dalam keadaan lelah saat berkendara dan tidak siap dalam melakukan pengereman. 1.4. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini untuk mendeteksi pengereman motor dan bisa diimplementasikan

pada

kendaraan

agar

para

pengendara

bisa

memanfaatkan sistem tersebut untuk keamanan pada kendaraannya jika terjadi kelalaian saat berkendara. 1.5. Batasan Masalah Permasalahan yang dibahas pada penelitian ini dibatasi pada : 1.

Menggunakan prototype dalam pembuatan dan analisis pengereman motor

2.

Motor DC 12v

3.

Rangkaian prototype dalam pada gear dan sistem sudah ditetapkan

4.

Kecepatan prototype konstan 3.873 m/s pada jarak 2m

5.

Berat prototype 123,6 gram

6.

Power supply 12v

7.

Jari – jari roda 1,45cm


3

1.6. Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang digunakan oleh perancang pada analisis ini adalah : 1.

Studi literatur Mengumpulkan berbagai macam referensi dan mempelajari teori yang mendukung penulisan tugas akhir, seperti :

2.

a.

Teori kendaraan motor listrik

b.

Metode pengereman motor listrik

c.

Teori rangkaian listrik

d.

Teori fisika

e.

Teori motor dan generator DC

Perencanaan sistem Pada tahap ini perancang menyiapkan rancangan sistem yang akan digunakan untuk melakukan percobaan. Perancangan yang dibuat adalah rangkaian modul relay, system mikrokontroller, dan perhitungan pembebanan resistor.

3.

Pengukuran dan pengumpulan data Menggunakan metode observasi dan dokumentasi untuk melakukan pengukuran parameter pada data yang diambil. Seperti pada jurnal – jurnal dan dasar teori pada daftar pustaka. Data diperoleh dari hasil pengujian. Pengambilan data menggunakan stopwatch sebagai acuan untuk mendapatkan nilai waktu dan membuat lintasan sebagai penentu jarak yang diperoleh. Pengujian dengan cara mendeteksi jarak yang ditentukan dan mengaktifkan modul relay yang terhubung dengan pembebanan dan terjadi perlambatan pada motor kemudian menjadi pengereman.

4.

Analisis data Melakukan analisis perancangan pada pengereman motor listrik dan membuat kesimpulan dari hasil penelitian yang didapat.


5.

4

Hasil dan kesimpulan Pada metode ini dilakukan penarikan kesimpulan dari hasil penelitian yang didapat.


5

BAB II DASAR TEORI

2.1. Mobil Listrik Mobil listrik adalah mobil atau kendaran yang digerakkan oleh motor listrik. Penggerak motor listrik yang bergerak digerakkan oleh energy listrik yang disimpan pada suatu batre atau penyimpan energy lainnya. Kelebihan dari mobil listrik ini adalah kendaraan ini ramah lingkungan dan bebas polusi. Sistem yang terhubung pada kendaraan mobil ini terhubung oleh daya arus listrik yang terhubung. Mulai dari sistem pencahayaan sampai pada pengereman pada motor listrik. Model pengereman pada kendaraan sangat dibutuhkan untuk mengantisipasi agar tidak terjadi kecelakaan. Sistem pengereman pada mobil ada tiga cara, diantarannya menggunakan sensor jarak ultrasonic dan menggunakan hambatan pada sistem. 2.2. Model Pengereman dengan Sensor Jarak Ultrasonic Pada sistem ini sensor jarak ultrasonic memberikan sinyal yang nanti di proses pada mikrokontroller. Sinyal PWM dari mikrokontroller digunakan untuk mengatur kecepatan motor DC. Tampilan jarak pada kendaraan dan hambatan dapat dibuat dengan menggunakan LED atau buzzer sebagai indicator jarak aman. 2.3. Model Pengereman Menggunakan Hambatan pada Sistem. Pada sistem ini hamper sama dengan penjelasan sebelumnya dengan menggunakan sensor jarak ultrasonic yang dipancarkan dan data diolah pada mikrokontroller. Yang membedakan adalah model pengereman ini menggunakan pengereman bertahap dengan cara mengaktifkan tiap hambatan – hambatan secara bertahap yang dihubungkan pada arus daya masukkan.


6

2.4. Metode Pengereman Motor Listrik Metode pengereman motor listrik menggunakan sistem elektrik mempunyai dua cara, diantaranya dengan metode pengereman dinamis dan dengan metode pluging. Masing – masing metode ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing – masing namun mempunyai tujuan yang sama yaitu sama – sama bertujuan untuk menghentikan putaran motor. 2.5. Metode Pengereman Secara Plugging Metode ini mampu menghentikan motor lebih cepat. Prinsip kerjanya adalah membalikkan arus angker dengan cara membalik terminal sumber. Sehingga akan didapat kondisi motor berputar balik seiring polaritas sumber terbalik [3]. 2.6. Metode Pengereman Dinamis Pengereman ini dilakukan dengan melepaskan jangkar yang berputar dan sumber tegangan kemudian memasangkan tahanan pada terminal jangkar [3]. 2.7.

Teori FIsika pada Motor DC

Teori fisika yang mencakup pada motor DC diantarannya gaya, torsi, kecepatan dan percepatan 2.7.1. Gaya Gaya adalah perubahan atau pergeseran benda bermassa yang berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya pada keadaan diam. Satuan gaya sering dilambangkan newton (N). Terjadinya gaya dipengaruhi oleh suatu massa dan percepatan pada suatu benda. Seperti yang dijelaskan pada hokum newton II dimana percepatan yang timbul pada suatu benda karena pengaruh suatu gaya tertentu, besarnya berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda [4]. (2.1) Keterangan :


7

F = gaya yang bekerja pada benda (newton) m = massa benda (kg) a = percepatan pada benda (m/det2 ) 2.7.2. Torsi Torsi atau yang sering disebut juga momen adalah gaya putar yang menyebabkan suatu objek berputar. Sebagai contoh jika motor listrik dialiri arus. Maka porosnya akan berputar. Disini akan didapatkan hubungan antara energy listrik dan energi mekanik yang dihantarakan. Energi akan dianalisa sebagai torsi.

Gambar 2. 1 Sistem Torsi Torsi (T) dihasilkan dari perkalian gaya dan jari – jari (panjang lengan pengungkit) dan diberi satuan N-m.

T = Fxr Dimana : T = torsi(Nm) F = gaya(N)

(2.2)


8

r = jari – jari(m) Dalam analisa motor listrik, torsi sering disebut dengan kerja dan satuannya joule Torsi jangkar pada motor, T menggerak jangkar daripada motor dengan kecepatan N rps. Jika T dalam Nw-m, maka kerja dilakukan per detik T x 2πN watt. Tenaga yang diubah ke dalam tenaga mekanik dalam jangkar adalah = Eb Ia watt [5]. Jadi : T x 2πN = Eb Ia Atau (2.3) Dimana : T = Torsi Eb = Tegangan generator DC Ia = Arus generator DC N = kecepatan putaran/dtk Formula diatas berlaku untuk motor DC dan generator DC. 2.7.3. Kecepatan Suatu objek yang bergerak akan menempuh jarak tertentu dalam waktu yang ditentukan. Kecepatan adalah perbandingan jarak tempuh dan waktu yang digunakan untuk menempuhnya. Kecepatan mempengaruhi pada kecepatan rata – rata dan kecepatan sesaat.


9

Kecepatan rata – rata adalah perbandingan antara jarak yang ditempuh oleh suatu benda terhadap waktu yang diperlukan, dengan tidak memperhatikan jenis gerakan yang dilakukan [4].

(2.4) v = kecepatan rata – rata (m/s) X = jarak yang ditempuh (m) t = waktu yang diperlukan (s) 2.7.4. Percepatan Suatu objek dapat berubah kecepatannya. Perubahan kecepatan ini disebut dengan percepatan. Percepatan hanya terjadi ketika ada perubahan pada gaya total( gaya bersih) yang bekerja pada objek, yang menyebabkjan perubahan kecepatan. Suatu objek dapat juga berubah dari kecepatan tinggi ke kecepatan yang lebih rendah. Hal ini deisebut dengan perlambatan

(deceleration

/

negative

acceleration).

Percepatan

didefinisikan sebagai perubahan kecepatan persatuan waktu [4]. (2.5)

v = perubahan kecepatan (m/s) t = perubahan waktu (s) a = percepatan (m/s2 ) Misalkan juga bahwa pada saat awal benda ada di x0 dan pada saat t benda ada di x , maka

Sehingga


10

Karena perlambatan dan nilai x0 = 0, maka (2.6)

2.7.5

Energi Listrik Energi listrik dapat berubah menjadi bentuk energi lain. Untuk mengubah energi listrik menjadi energi lain diperlukan alat listrik yang memiliki sebuah hambatan. Hambatan R yang dialiri listrik I akan menimbulkan beda tegangan V antara ujung – ujungnya [4]. Energi listrik sebanding dengan tegangan listrik (v), kuat arus listrik (i), dan waktu (t). secara matematis pernyataan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut.

W = V . I. t Karena menurut hokum ohm I = V/R atau V= I.R, maka persamaan tersebut dapat diturunkan menjadi persamaan berikut. (2.7)

Keterangan : W = energi listrik (joule) V = tegangan listrik (volt) I = kuat arus listrik (ampere) t = selang waktu (s) R = hambatan listrik (ohm) 2.8. Komponen pada Prototype Kendaraan Mobil Listrik Prototype penting yang ada dalam perancangan sistem kendaraan mobil listrik ini meliputi motor DC sebagai pengendali mesin, sensor jarak ultrasonic sebagai pembaca jarak halangan, resistor sebagai sistem rangkaian pada hambatan, relay sebagai pengubah atau saklar untuk memindahkan arus pada hambatan, dan mnikrokontroller sebagai otak dari pengolahan program untuk mengaktifkan semua sistem.


11

2.8.1. Motor DC Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik [3].Motor DC adalah motor listrik yang bergerak pada direct current (DC) electricity atau arus listrik arus searah. Beda tegangan pada kedua terminal mengakibatkan rotor berputar tergantung polaritas suatu tegangan tersebut. Polaritas dari tengangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah perputaran motor, sedangkan besar beda tegangan pada terminal menentukan kecepatan motor. Bagian motor DC mempunyai dua macam, diantrannya: 1.

Bagian yang tetap atau yang sering disebut stator. Bagian ini menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan dari sebuah magnet permanen.

2.

Bagian yang berputar atau yang sering disebut rotor. Bagian ini berupa sebuah koil yang dialiri arus listrik. Dasar teori gaya yang dihasilkan motor DC menggunakan gaya

Lorenz dimana gaya akan timbul jika penghantar listrik dilewatkan pada suatu medan magnet. Arah gaya mengikuti aturan tangan kanan ampere. Ibu jari menunjukkan arus listrik (I), telunjuk menunjukkan medan magnet (B), jari tengah menunjukkan gaya Lorenz (F).

Gambar 2. 2 Gaya Lorentz Jika sebuah penghantar dialiri arus listrik dan berada pada medan magnet maka akan timbul gaya magnetic atau yang sering disebut gaya Lorenz. Arah gaya Lorenz selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik (I) dan induksi magnetic yang ada(B). Arah gaya ini akan mengikuti arah


12

maju skrup yang diputar dari vector arah gerak muatan listrik(v) kearah medan magnet. Nilai α merupakan sudut yang dibentuk oleh nilai magnet (B) dan arus listrik(I) Teori Lorenz ini berlaku pada motor listrik. Beda potensial atau tegangan yang dihasilkan antara dua terminal mengalirkan arus listrik dari arus positif ke arus negative melewati terminal sikat dan lilitan. Arus listrik diimplementasikan dengan arus yang berwarna merah. Kemudian mengikuti arus listrik yang mengalir pada lilitan dalam medan magnet dan terjadilah perputaran secara terus menerus pada motor listrik.

Gambar 2. 3 Gerak Motor DC 2.8.2. Motor DC sebagai generator Generator adalah suatu sistem yang menghasilkan tenaga listrik dengan masukkan tenaga mekanik [5].Motor DC sebagai generator merupakan sistem listrik dinamis dimana energy mekanis diubah menjadi energy listrik. Generator DC menghasilkan arus DC atau arus searah. Prinsip kerja generator DC dapat melalui dua cara diantaranya menggunakan cincin serat, yang menghasilkan tegangan induksi bolak balik dan menggunakan komulator, menghasilkan tengangan DC.


13

Gambar 2. 4 Generator DC Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi tersebar terjadi saat rotor menempati posisi seperti gambar (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan

medan

magnet

secara

maksimum

oleh

penghantar.

Sedangkan posisi jangkar pada gambar (b). akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.

Gambar 2. 5 Gelombang Generator DC (1)sinyal AC,(2)sinyal DC Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip – ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret). Seperti ditunjukkan pada gambar (1), maka dihasilkan tegangan AC (arus bolak balik) berbentuk sinusoidal.


14

Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komulator satu cincin seperti gambar (2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positif. Rotor dengan generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak balik. Sebuah komulator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC. Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan). 2.8.3. Sensor Jarak Ultrasonic PING Sensor jarak ultrasonic ping adalah sensor yang memancarkan ultrasonic

40Khz

dan

memantulkannya

untuk

mendeteksi

jarak

didepannya. Sensor tersebut biasa diaplikasikan pada pengendali robot. Sensor tersebut mempunyai empat kaki yang berguna untuk input 5v, ground, keluaran sensor ultrasonic dan masukkan pantulan dari ultrasonic tersebut yang d program melalui mikrokontroller.

Gambar 2. 6 Sensor PING Sensor ini bekerja dengan cara mengirimkan ultrasonic 40Khz selama waktu 200us kemudian setelah ada hambatan/ tembok di depannya, ultrasonic memantul dan sensor tersebut menerima pantulan tersebut. Biasa gelombang ultrasonic dikontrol dengan mikrokontroller [9].


15

Spesifikasi sensor : 1. Operating voltage DC-5v. 2. Operating current 15mA. 3. Operating frequency 40KHZ. 4. Farthest range 4m. 5. Nearest range 2cm. 6. Measuring angle 15 Degree. 7. Input trigger signal 10us TTL pulse. 2.8.4. Miktokontroller AVR ATmega8535 Mikrokontroller

ATmega8535

merupakan

mikrokontroller

berteknologi CMOS 8-bit dengan kebutuhan daya rendah berbasis arsitekture enchanced RISC AVR [6]. Sebagian besar menggunakan satu siklus clock dan prosenya menggabungkan intruksi dengan 32 register umum( general purpose register, GPRs) [7]. Beberapa fitur yang ada pada mikrokontroller ATmega8535 yaitu : 1. Port I/O 32 bit, dikelompokkan dalam portA, portB, portC, dan portD. 2. Analog to digital converter 10-bit sebanyak 8 input. 3. Timer/counter berisi 3 buah. 4. CPU 8bit terdiri dari 32 register. 5. Watchdog timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte. 7. Memory flash sebesar 8Kbyte dengan kemampuan read while write. 8. Interrupt internal maupun eksternal. 9. Port komunikasi SPI. 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat deprogram saat operasi. 11. Analog comparator.


16

12. Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 13. Frekwensi clock maksimum 16MHz. 2.8.4.1. Konfigurasi Pin ATmega8535 Konfigurasi pin mokrokontroller AVR ATmega8535 40 pin DIP(dual in line package).

Gambar 2. 7 PIN Mikrokontroler Tabel 2.1 Konfigurasi pin ATmega8535 No. Pin

Nama PIN

Keterangan

10

VCC

Catu Daya

11

GND

Ground

40 - 33

PortA : PA0 - PA7

Port I/O dua arah dilengkapi

(ADC0 - ADC7 )

internal pull up


17

Tabel 2.1 Konfigurasi pin ATmega8535(lanjutan) resistor. Port ini dimultipleks dengan masukkan analog ke ADC 8 kanal 1–7

PortB : PB0 - PB7

Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Fungsi lain dari port ini masing - masing adalah: PB0 = T0 (timer / counter0 external counter input) PB1 = T1 (timer / counter1 external counter input) PB2 = AIN0 (analog comparator positive input) PB3 = AIN1 (analog comparator positive input) PB4 = SS ( SPI slave select input) PB5 = MISO (SPI bus master output / slave input) PB6 = MISO (PSI bus master input / slave output ) PB7 = SCK bs serial clock )

22 - 29

PortC : PC0 - PC7

Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Dua pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai osilator eksternal


18

Tabel 2.1 Konfigurasi pin ATmega8535(lanjutan) untuk timer / counter2 14 - 21

PortD : PD0 - PD7

Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Fungsi lain dari port ini masing masing adalah: PD0 = RXD (UART input line ) PD1 = TXD (UART output line ) PD2 = INT0 (eksternal interrupt 0 input ) PD3 = INT1 (eksternal interrupt 1 input ) PD4 = OC1B (timer / counter output compareA match output ) PD5 = OC1A (timer / counter1 output comapreA match output ) PD6 = ICP (timer / counter imput capture pin) PD7 = OC2 (timer / counter2 output compare match output )

9

RESET

Masukkan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika low melebihi periode minimum yang diperlukan

13

XTAL1

Masukkan ke invwerting oscillator amplifier


19

Tabel 2.1 Konfigurasi pin ATmega8535(lanjutan) 12

XTAL2

Keluaran dair inverting oscillator amplifier

30

AVCC

Catu daya untuk port A dan ADC

31

AGND

Analog ground

32

AREF

Referensi masukkan analog untuk ADC

2.8.4.2.Peta Memory Atmega 8535 Mikrokontroller atmenga8535 mempunyai dua memory diantaranya memory program(memori flash) dan memory data(SRAM). Mikro ini juga dilengkapi dengan memory EEPROM (electrically Erasable programmable Read Only Memory) untuk penyimpanan data nonvolatile. Memory EEPROM mempunyai lokasi terpisah dengan sistem register alaamat, register data dan register control yang dibuat khusus untuk EEPROM.

G a m b a r 2. 8 Peta Memori Mikrokontroler 2.8.4.3.

Memory Data Memory data dibagi menjadi 3 bagian, diantarannya:


1.

20

Mempunyai 32 register keperluan umum (general purpose register –GPR biasa disebut register file didalam teknologi RISC).

2.

Mempunyai

64

register

untuk

input/output (I/O register). 3.

Mempunyai 512 byte SRAM internal.

G a m b a r

2 .

9

Data Mikrikontroler

keperluan


21

BAB III PERANCANGAN ALAT

3.1. Perancangan Sistem Perancangan sistem untuk mengukur pengereman pada motor listrik ini mempunyai bagan sebagai berikut :

Gambar 3. 1 Sistem Model Pengereman Motor DC Kegunaan sistem pengereman motor listrik ini bertujuan untuk mengendalikan pengereman motor saat berjalan dan menghadapi halangan. Mekanisme sistem ini dengan cara motor DC aktif untuk menjalankan kendaraan. Kemudian terdapat hambatan yang menghalangi. Sensor PING mendeteksi hambatan tersebut dengan cara mengirimkan gelombang yang dipancarakan kemudian diterima kembali pada sensor tersebut. Setelah itu sensor mengirim data kepada minimum sistem. Minimum sistem menerima data kemudian mengoperasikan program yang diperintahkan yang dimana program itu untuk mengaktifkan sistem pada modul relay. Modul relay menerima perintah kemudian arus pada supplay diputus dan diswitch ke


22

pembebanan pada modul relay sehingga terjadi pengereman bertahap dengan pembebanan. 1.

Hambatan Hambatan ini merupakan sarana untuk mengaktifkan sensor. Dengan hambatan ini sensor bisa membaca apa yang berada di depannya. Hambatan ini bisa berupa tembok, papan, atau yang lainnya yang bersifat padat.

2.

Sensor ping Sensor ini merupakan piranti penting untuk mengirim dan menerima data yang di proses mikrokontroller. dari komponen ini semua sistem aktif dengan pengendalinya.

3.

Mikrokontroller ATmega8535 Minimum sistem ini merupakan otak dari rancangan komponen pengereman motor listrik. Dalam minimum sistem, mikrokontroller atmega8538 dipasang dan diprogram sesuai dengan kebutuhan.

4.

Motor DC Komponen ini merupakan pengendali atau penggerak kendaraan motor listrik. Kecepatan motor ini dipengaruhi oleh arus yang masuk dari motor. Arus yang masuk dari motor dipengaruhi oleh modul relay yang telah dikendalikan oleh minimum sistem.

5.

Power Supply Alat ini berfungsi untuk menyupai aliran listrik ke beberapa sistem dalam table tersebut. Sistem itu diantaranya adalah sensor ping, minimum sistem, modul relay, dan motor DC.


6.

23

Modul relay Rangkaian ini berfungsi untuk mengendalikan sistem pada pengereman. Modul relay ini dikendalikan oleh mikrokontroller ATmega8535. Dari data yang diberikan sensor masuk ke mikro lalu mengendalikan rangkaian ini sesuai kebutuhan.

3.2. Perancangan Modul Relay Perancangan modul ini mempunyai lima variasi sebagai pemicunya dimana tiap variasi ini mempunyai hambatan yang berbeda – beda. Rancangan modul relay ini mempunyai lima variasi dimana variasi ini dikendalikan oleh mikrokontroller.

Gambar 3. 2 Rangkaian Modul Relay


24

Pada gambar 3.2, input 1 terdapat vcc dan input motor. Input vcc masukkan dari sumber daya untuk mengaktifkan relay tersebut, kemudian input motor adalah masukkan dari arus motor yang telah diputus dengan saklar kemudian motor DC menjadi generator DC dan masuk ke pembebanan yang sudah diaktifkan oleh mikrokontroller. disini terjadilah pengereman dengan pembebanan dengan resistor. Pada input 2 terdapat ground dan input mikro. Input mikro mengendalikan aktif tidaknya relay tersebut. Untuk rangkaian ini menggunakan transistor 2n2222 untuk penyearah dan diode 1n41. Resistor dengan nilai minimal untuk mengamankan led menggunakan 330ohm. 3.3

Rangkaian Relay Sebagai Saklar Pada gambar 3.3 rangkaian relay sebagai saklar bertujuan untuk memutus aliran listrik pada motor lalu dihubungkan oleh rangkaian pembebanan yang suah dijelaskan pada gambar sebelumnya. Rangkaian ini menghubungkan sumber arus (puwer supply) kemudian memutus dengan pengendali mikrokontroller sebagai pemicunya.

Gambar 3. 3 Rangkaian Pemutus Arus


25

Pada tiap port mempunyai kegunaan masing – masing, diantarannya: 1.

Port 1 = penghubung ke sistem relay pembebanan

2.

Port 2 = masukkan sumber daya

3.

Input1-1= GND

4.

Input1-2= masukkan mikrokontroller

5.

Motor1= positive(+) motor

6.

Motor2= negative(-) motor

7.

Input2-1 = VCC

8.

Input2-2 = GND

Gambar 3. 4 Rangkain Keseluruhan Sistem


Gambar 3. 5 Rangkain Keseluruhan Sistem(lanjutan) 3.4. Rangkaian Mikrokontroller ATmega8535 Mikrokontroller merupakan otak dari semua sistem, dari sini semua data yang masuk di proses untuk menghasilkan data yang diinginkan.

26


27

Gambar 3. 5 Rangkaian Mikrokontroler [8] Kaki – kaki yang digunakan dalam mikrokontroller adalah : 1.

Port B0 dan B1 digunakan untuk pengirim dan penerima sinyal ultrasonik

2.

Port A0 sampai A4 digunakan untuk mengaktifkan sistem relay

3.

Port C6 dan C7 untuk mengaktifkan pembalik putaran

4.

Port D3 untuk pemutus arus

3.5. Flowchart Sistem Pengendali Rem Untuk mengaktifkan sistem pada rangkaian relay tersebut, dibutuhkan program

untuk

mengendalikan

semua

sistem

yang

dikendalikan

oleh

mikrokontroller. Aktif tidaknya sistem tergantung pada pemrograman pada mikrokontroller.


Gambar 3. 6 Flowchart Sistem mikrokontroller

28


29

Pada Gambar 3.6 dapat dijelaskan tahap – tahap untuk menjalankan sistem tersebut agar berjalan dengan semestinya. Pertama sistem pada mikrokontroller diaktifkan. Kemudian cek posisi relay. Pada bagian ini semua relay dalam keadaan tidak aktif semua. Setelah itu masuk ke dalam deteksi jarak. Jika jarak 120cm maka relay 1-5 aktif, jika tidak maka akan dilanjutkan ke deteksi jarak selanjutnya dengan jarak 100cm relay 1-4 aktif, dan seterusnya. Jarak minimal pada pengecekan minimal 40cm. jika kurang dari 40cm maka akan terjadi pembalik putaran agar motor berhenti. Setelah itu kembali pada cek posisi relay untuk mendeteksi apakah kendaraan sudah berhenti apa belum. Jika sudah berhenti maka program selesai. 3.6. Tahap – Tahap Perhitungan Sistem Setelah merancang rancangan sistem pada pemodelan mobil motor DC. Perhitungan selanjutnya meliputi perhitungan motor DC sebagai generator, berbagai macam resistor (Ω) dihubungkan dengan perlambatan, membalikkan kutub dari motor disertai mekanisme waktu z= 0.5s supaya motor membalik arah, dan kemudian menganalisis hubungan antara energy mekanik dan elektrik pada proses pengereman. Mencari percepatan dengan massa dengan rumus (3.1)

Diubah menjadi (3.2)

Menentukan nilai perlambatan karena massa model (3.3)


Karena

= 0 dan

30

dapat diukur maka am dapat ditemukkan

= waktu dengan massa am = percepatan dengan massa 3.6.1. Menentukan Nilai Resistor 1. menggunakan kecepatan maksimal model Vmaks yang telah diketahui untuk menyelesaikan rumus kecepatan berikut : (3.4)

(3.5)

Maka (3.6)

Nilai negatif menunjukkan a yang didapat adalah perlambatan 2. menggunakan rumus jarak pengereman

: (3.7)

Dari rumus diatas didapatkan rumus : (3.8)

(3.9)


Karena

31

ditentukan dan Vmaks diketahui maka t diketahui :

3. Menentukan nilai resistor bersasarkan jarak yang ditemukan Nilai aR = perlambatan yang disebabkan oleh pemasangan resistor kemudian menggunakan rumus torsi yang ekivalen dengan energi

(3.10) N adalah jumlah putaran per detik. Selama waktu t pengereman model menempuh jarak s, sehingga roda melakukan n kali putran. Keadaan ini dapat dirumuskan sebagai berikut (3.11)

(3.12) Dengan nilai generator

= 2.12v. dapat dicari

(3.13)


32

3.6.2. Motor DC Sebagai Generator Setelah motor DC diberi arus, kemudian terjadi energy elektrik menjadi mekanis, kemudian energy mekanik tersebut di analisis berapa arus mekanik yang keluar pada motor tersebut. Cara menganalisis energy mekanik pada motor tersebut dengan cara menghubungkan dua motor dengan ujung – ujung putarannya saling dihubungkan, salah satu motor dialiri listrik untuk mengaktifkan motor 1. Kemudian motor 2 aktif dengan tenaga mekanik motor 1 kemudian energy mekanik didapat. 3.6.3.Desain Mobil

Gambar 3. 6 Desain model mobil Desain mobil terbuat dari bahan aklirik untuk bodi bada gambar 3.8. Ban mobil menggunakan karet yang mempunyai tebal sebesar 0,9cm. panjang pada mobil sebesar 14,5cm dan lebar sebesar 8,7cm dengan tinggi 7,8cm. pada depan mobil diberi sensor PING untuk mendeteksi jarak dengan sensor ultrasonic. Motor terletak pada bagian belakang mobil.


33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Dari perancangan sistem yang telah dibuat perlu dilakukan sebuah pengujian. Pengujian digunakan untuk mengetahui kinerja alat tersebut dalam mendeteksi jarak agar terjadi pengereman. Hasil dari pengujian tersebut menghasilkan suatu data – data. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa kinerja isitem berjalan dengan baik atau tidak. Pada bab ini akan dilakukan analisa dan pembahasan pada data hasil pengujian yang telah diperoleh.

4.1 Perangkat Sistem Pengereman Motor Listrik Rangkaian pengereman motor listrik terdiri antara modul relay, rangkaian pemutus arus, dan rangkaian pemutus arus. Berat setiap tangkaian ditimbang menggunakan timbangan merek ACIS. Berat pada modul relay seberat 102,9 gram dengan ukuran 12,8x7,9cm seperti pada gambar 4.1. modul relay ini berfungsi untuk mengendalikan sisa arus yang keluar untuk pengereman.

Gambar 4.1 Modul Relay Arus sumber daya sebesar 12v diputus lalu masuk ke dalam modul relay. Rangkaian pemutus tersebut menggunakan rangkaian relay. Berat pada rangkaian pemutus sebesar 21,9 gram dengan ukuran 8,3x5,5cm seperti


34

pada gambar 4.2. Arus pada sumber daya sebesar 12v yang masuk pada motor diputus dan sisa arus masuk kedalam modul relay.

Gambar 4.2 rangkaian pemutus arus Rangkaian pemutus arus dan modul relay dikendalikan oleh minimum sistem. minimum sistem menggunakan model mikroAVR ver. 2 merk creative vision 2010. Input jarak yang dideteksi oleh sensor ping kemudian mengaktifkan sistem. Berat pada minimum sistem sebesar 48,4 gram dengan ukuran 7,6x5,3cm seperti pada gambar 4.3.

Gambar 4.3 mikroAVR Setelah motor aktif kemudian diputus. Arus masuk ke dalam rangkaian pembalik. Didalam rangkaian pembalik terjadi proses pengereman. Sebelum masuk ke dalam motor. Arus diproses dalam modul relay. Berat pada rangkaian pembalik sebesar 31,5 gram dengan ukuran 8x5,9cm seperti pada gambar 4.4


35

gambar 4.4 rangkaian pembalik arus 4.1.1 Perangkat Pendukung Perangkat pendukung pada analisis ini yaitu kabel sebagai penghubung arus. Jika menggunakan sumber daya sendiri seperti baterai terkadang mengalami drop saat analisis dan menghasilkan data yang tidak diinginkan dan menghambat kinerja sensor ping karena daya kuranng. Panjang kabel 4m dihubungkan pada supplay untuk menjalankan prototype.

Gambar 4.5 kabel penghubung Perangkat pendukung selanjutnya adalah sensor ping. Alat ini merupakan alat utama untuk mendeteksi kapan prototype harus berhenti jika mengenai suatu benda didepannya. Sensor ini memiliki 4 pin yang diantaranya sebagai pengirim, penerima, vcc 5v dan gnd.


36

Gambar 4.6 sensor ping Sensor ini mendeteksi pada jarak minimal 2cm – 3m dengan input trigger 2us – 5us dan echo pulse 115us – 18,5ms 4.2

Data Pengujian dan Pembahasan Data pengujian dan pembahasan meliputi pengecekan sistem relay, kecepatan motor, perhitungan resistor, dan data pengereman motor.

4.2.1

Pengecekan Sistem Relay Pengecekan sistem relay meliputi pengecekan modul relay, pembalik putaran, dan pemutus arus. Pengecekan tersebut menggunakan program pada gambar 4.5.

Gambar 4.7 program pengecekan sistem relay 4.2.1.1 Pengecekan Modul Relay Pengecekan modul relay ini berfungsi untuk mengetahui sistem modul relay aktif atau tidak. sistem relay ini dikendalikan oleh mikrokontroller dengan tegangan pada mikrokontroller 12v. sistem relay ini


37

menggunakan transistor. Jika tegangan pada transistor kurang dari 5v maka relay tidak aktif,. Jika 5v maka relay aktif. Relay digunakan untuk mengaktifkan resistor sebagai penghambat.

Mengaktifkan sistem relay

menggunakan program pada gambar 4.5. 

Relay 1 aktif kemudian terhubung ke resistor 0,47Ω












Relay 5 aktif kemudian terhubung ke resistor 0 Ω

Sistem relay aktif dapat diliat pada tabel 4.1 tabel 4.1 modul relay Relay 1

Relay 2

Relay 3

Relay 4

Relay 5

aktif

Aktif

Aktif

Aktif

aktif

4.2.1.2 Pengecekan Pembalik Putaran Pengecekan pembalik putaran ini berfungsi untuk mengetahui relay 1 pada pembalik aktif kemudian terhubung ke relay 2 pembalik kemudian membalik tegangan pada sistem. sistem pembalik ini dikendalikan oleh mikrokontroller dengan tengangan 12v. Jika tegangan pada 5v maka relay 1 dan relay 2 aktif dan membalikkan putaran motor. Relay aktif dapat dilihat pada tabel 4.2. tabel 4.2 pembalik putaran Relay 1

Relay 2

Aktif

Aktif


38

4.2.1.3 Pengecekan Pemutus Arus Pengecekan pemutus arus ini berfungsi untuk mengetahui relay 1 aktif atau tidak. Fungsi dari sistem ini untuk memutuskan arus yang terhubung pada supplai yang terhubung pada motor. tabel 4.3 pemutus arus Relay 1 Aktif

4.2.1.4 Pengecekan Motor Pengecekan motor menggunakan supplay 12v dengan berat sebesar 123.6 gram. Pengecekan menggunakan stopwatch. Pengujian jalannya motor jarak maksimal 2m dengan waktu 3,06s. Nilai waktu didapatkan menggunakan stopwatch. Untuk mendapatkan data waktu motor berhenti, menggunakan sistem relay pemutus arus. Setelah jarak 2m sistem relay aktif dan memutuskan sumber tegangan. Waktu yang didapat melebihi 3,06s adalah waktu pada keadaan mobil melaju tampa sumber tegangan dan menggunakan berat massa.

gambar 4.8 pengecekan motor


39

Pengecekan motor menggunakan program pada gambar 4.8 dan menggunakan stopwatch menghasilkan waktu 3.06s pada jarak 2m. pengecekan dilakukan sebanyak 10 kali. Hasil pengecekan motor dapat dilihat pada tabel 4.4. tabel 4.4 waktu motor berhenti motor dari titik awal sampai prototipe diam No

Waktu prototipe berhenti(s)

1

3.91

2

3.81

3

3.69

4

3.84

5

3.88

6

4.00

7

3.97

8

3.82

9

3.94

10

3.87

Rata – rata

3.873

Data tabel 4.4 adalah data waktu motor berhenti yang dihasilkan dari pemutus arus pada jarak 2m dan 3.06s. Setelah jarak 2m, relay aktif dan memutus arus. Kemudian prototype masih bergerak dengan waktu 0.81s dengan jarak 0,75m. Nilai 0,81s didapat dari nilai waktu berhenti prototipe 3,873 dikurangi nilai waktu berhenti motor 3,06s. 3.873-3.06=0.81s


4.3

40

Perhitungan nilai resistor Setelah semua nilai didapat, perhitungan nilai resistor dapat dicari dengan cara

Perlambatan


41


42

Karena nilai generator terlalu kecil maka menggunakan analisis pada nilai resistor. Nilai resistor pada perhitungan digunakan untuk memberhentikan prototype. Maka, agar prototype mengerem dengan perlahan maka digunakan resistor tambahan yang lebih besar. Nilai resistor menggunakan hasil percobaan dengan cara menganalisis satu per satu dengan jumper dan nilai resistor sebesar 0.12Ω, 0.15 Ω, 0.39 Ω, dan 0,47 Ω. percobaan dikakukan pada jarak 35cm. Dengan jarak ini dianalisis pengereman pada prototype. Pada datasheet sensor ping dijelaskan bahwa range 2cm – 3m dengan pulse 115us – 18,5ms. Cepat rambat gelombang ultrasonik di udara 29,034us setiap 1cm. saat mengukur jarak 2cm, maka dibutuhkan waktu 4x29us=116us. Selisih 1us berdasarkan datasheet echo return pulse minimal 115us. Jika 3m maka 600x29us=17,4ms. Saat tidak ada pantulan pada pulsa echo yang ditangkap dalam jangka waktu 18,5ms, maka pulsa echo akan otomatis falling down. Pada percobaan, saat jarak 35cm dikalikan 4 sehingga 4x35=140us. Program untuk mendeteksi sensor jarak dapat dilihat pada gambar 4.9


43

Gambar 4.9 program pendeteksi sensor ping Sistem kerja sensor ping yaitu saat gelombang dipantulkan kemudian mengenai suatu benda maka pantulan akan ditangkap sensor. Table 4.5 data jarak berhenti mobil No

0,47Ω

0,39Ω

0,15Ω

0,12Ω

0Ω

1

43cm

35cm

43cm

38cm

36cm

2

49cm

35cm

48cm

57cm

37cm

3

43cm

43cm

43cm

38cm

38cm

4

38cm

44cm

54cm

37cm

36cm

5

37cm

46cm

42cm

49cm

30cm

6

30cm

37cm

44cm

40cm

26cm

7

41cm

49cm

47cm

49cm

42cm

8

37cm

42cm

46cm

44cm

40cm

9

38cm

38cm

49cm

41cm

42cm


44

Table 4.5 data jarak berhenti mobil(lanjutan) 10

42cm

41cm

52cm

43cm

35cm

Rata - rata

39,8cm

41cm

46,8cm

43,6cm

36,2cm

Dari hasil percobaan pada tabel 4.5 maka dapat diketahui bahwa persentasi kesalahan dari pengukuran jarak menggunakan sensor ultrasonik adalah

tabel 4.6 data presentasi kesalahan Resistor(Ω)

Jarak yang ditempuh (cm)

Presentasi

Error jarak (cm)

0

36,2

3,42

1,2

0,12

43,6

24,57

8,6

0,15

46,8

33,71

11,8

0,39

41

17,14

6

0,47

39,8

13,71

4,8

kesalahan (%)

setelah ditetapkan nilai resistor, maka dapat dicari nilai perubahan waktu yang diperlukan pada saat resistor aktif sampai prototype berhenti dengan menggunakan rumus


45

R= 0Ω

= 0s R=0,12Ω

=0,0357s R=0,15Ω

=0,0446s R=0,39Ω

=0.11s R=0,47Ω

=0,13s Semakin besar nilai resistor maka arus yang mengalir semakin kecil dan mengakibatkan lambatnya motor. Semakin besar nilai GGL motor semakin cepat berhenti mobil. Semakin besar berat massa, maka semakin lambat mobil berhenti.


46

Setelah nilai perhitungan didapat, kemudian mencari nilai pada hasil percobaan yang ada pada tabel 4.6 Table 4.7 nilai waktu terhadap resistor No

0Ω

0.12 Ω

0.15 Ω

0.39 Ω

0.47 Ω

1

0,19s

0,13s

0,13s

0,15s

0,19s

2

0,15s

0,12s

0,15s

0,16s

0,16s

3

0,12s

0,18s

0,15s

0,15s

0,15s

4

0,16s

0,16s

0,16s

0,15s

0,16s

5

0,12s

0,16s

0,16s

0,15s

0,15s

Rata-rata

0,148s

0,15s

0,15s

0,152s

0,162s

Dari hasil percobaan pada tabel 4.5. prototype berhasil berhenti dan tidak menabrak suatu benda yang berada didepannya. Namun hasilnya tidak berhenti pada jarak yang ditentukkan. Hal ini diakibatkan pengaruh kabel yang kurang memenuhi standar untuk menyuplai motor dan keadaan lintasan yang kurang rata sehingga mengakibatkan data yang valid Persentasi kesalahan dapat dilihat pada tabel 4.6 dengan persentasi eror paling besar berada pada resistor 0,15Ω dengan error jarak 11,8cm dari yang diinginkan 35cm. Analisis percobaan nilai waktu terhadap resistor pada tabel 4.7 mengalami kesulitan dikarenakan perubahan waktu yang sangat cepat dan mengamati secara manual menggunakan stopwatch dalam pengambilan data data.


47

Table 4.8 perbandingan waktu Resistor(Ω)

Perhitungan waktu(s)

Percobaan waktu(s)

Selisih waktu(s)

0

0

0,148

0,148

0,12

0,0357

0,15

0,1143

0,15

0,0446

0,15

0,1054

0,39

0,11

0,152

0,042

0,41

0,13

0,162

0,032

Dari hasil perbandingan waktu antara perhitungan dengan hasil percobaan pada tabel 4.8. Rresistor dengan nilai 0Ω sampai 0,15Ω nilai perhitungan sangat kecil dan pada percobaan menggunakan stopwatch tidak bisa didapan nilai terdekat karena terlalu cepat. Analisis pengecekan relay dapat dianalisis dengan menggunakan sensor ping dengan jarak – jarak yang ditentukan dengan mendekatkan dan menjauhkan objek yang tak dapat ditembus sensor ping seperti karton atau semacamnya. Dapat diketahui bekerja tidaknya sistem relay dapat dilihat dengan bunyinya sistem relay. Namun jika sudah terhubung dengan mobil, sistem relay tidak terlihat karena perubahan kecepatan yang cepat. Untuk mengetahui sistem relay bekerja dapat menggunakan led.


48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Dari percobaan dan perhitungan model pengereman mobil listrik berbasi mikrokontroller ATmega8353 disimpulkan sebagai berikut: 1. Pada bagian pengereman, sistem pada prototipe sudah bekerja dengan baik pada percobaan jarak ke 35cm. Sistem pada relay dengan resistor sebesar 0,47 Ω,0,39 Ω,0,15Ω,0,12 Ω, dan 0Ω jika prototipe belum berhenti, aktif semua. 2. Sebelum mendekati jarak 20cm mobil sudah berhenti. 3. Dari hasil percobaan dengan jarak 35cm berhenti. Hasil analisis setiap resistor berbeda beda dan tidak stabil. Pada resistor 0,47Ω jarak yang didapat sebesar 39,8cm. Pada resistor 0,39Ω jarak yang didapat sebesar 41cm. Pada resistor 0,15Ω jarak yang didapat sebesar 46,8cm. Pada resistor 0,12Ω jarak yang didapat sebesar 43,6cm. Pada resistor 0Ω atau menggunakan jumper sebagai penghubung jarak yang didapat 36,2cm. Persentasi nilai error tertinggi pada resistor 0,15Ω sebesar 11,8cm. 4. Pengambilan data tidak stabil dikarenakan berbagai macam factor, diantaranya: 

Motor pada prototipe kecil sekitar 12v.



Kabel penghubung kurang besar sehingga kurang maksimal dalam mengalirkan arus listrik.



Keadaan lintasan yang tidak rata menghambat kecepatan motor sehingga motor terlalu cepat mengerem.



Massa prototipe mempengaruhi kecepatan maksimal motor.



Arus pada generator terlalu kecil 1,9v sehingga pengereman tidak maksimal.


49

5. Pengambilan data waktu secara manual menggunakan stopwatch menghasilkan data yang kurang sempurna dikarenakan aktifnya relay sangat cepat sekitar 0,16s. 5.2 Saran Saran bagi pengembangan selanjutnya adalah: 1. Menggunakan motor yang sangast besar agar bisa menggunakan supplai yang bernilai besar, sehingga menghasilkan nilai generator yang besar 2. Jika menggunakan kabel, gunakan kabel yang besar agar arus yang masuk bisa maksimal.


#include <mega8535.h> #include <delay.h>

#define PULSE PORTB.1 #define ECHO PINB.0 #define OUT 1 #define INP 0 int jaraksensor; unsigned int ultrasonic() { unsigned int count=0; unsigned int jarak;

DDRB.1=1;//PIN PULSE MENJADI OUTPUT PULSE=1;//memberikan tanda ke PING untuk memancarkan ultrasonic burst delay_us(5);//waktu tunggu sebelum pengukuran min. 2us biasanya 5us PULSE=0;//menberikan sinyal low ke PING DDRB.0=0;//PIN PULSE MENJADI INPUT PORTB.0=1;//mengatur PIN I/O sebagai pill-up

while (ECHO==0) {};//menunggu sinyal ECHO high

while (ECHO==1)

L1

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI { count++; //menghitung lebar sinyal ECHO high }

jarak=(unsigned int)(((float)count)/25);//nilai pembagi dikalibrasi sampai sesuai dengan satuan yang diinginkan return(jarak);//mengembalikan jarak ke fungsi ultrasonic dengan tipe data unsigned int }

void main(void) {

DDRD=0xff; DDRC=0xff; DDRB=0xff; DDRA=0xff; PORTA.4=0; PORTA.1=1; PORTA.2=1; PORTA.3=1; PORTA.0=1; PORTC.6=0; PORTC.7=1; ACSR=0x80; SFIOR=0x00; while (1)

L2

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI { jaraksensor=ultrasonic(); if(jaraksensor<=180) { PORTD.3=1; PORTA.4=1; } if(jaraksensor<=160) { PORTC.6=1; PORTC.7=0; PORTD.3=0; } if(jaraksensor<=140) { PORTA.0=0; } if(jaraksensor<=120) { PORTA.1=0; } if(jaraksensor<=100) { PORTA.2=0; }

L3

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI if(jaraksensor<=80) { PORTA.3=0; } if(jaraksensor<=60) { PORTA.4=0; } if(jaraksensor<=40) { PORTD.3=0; }

} }

L4

MODEL PENGEREMAN MOBIL LISTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Recommend Documents