PENDINGIN SAYURAN MENGGUNAKAN PELTIER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16
LAPORAN AKHIR Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Oleh : RESMY SARASWATI 0611 3032 0211
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
PENDINGIN SAYURAN MENGGUNAKAN PELTIER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16
LAPORAN AKHIR Dibuat Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Oleh : RESMY SARASWATI 0611 3032 0211
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Faisal Damsi,M.T. NIP. 196302181994031001
Masayu Anisah, S.T., M.T. NIP. 197012281993032001 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Elektronika
Ir.Ali Nurdin, M.T. NIP. 196212071991031001
Yudi Wijanarko,S.T.,M.T. NIP.196705111992031003
MOTTO
Who are you to judge the life i live? I’m not perfect and i don’t have to be! Before you start pointing fingers, make sure your hands are cleans (Bob Marley)
Laporan Akhir ini kupersembahkan kepada :
Allah SWT
Nabi Muhammad SAW
Sepasang malaikat yang dikirim tuhanku, yang sampai kapanpun tak akan pernah bisa membalas jasa-jasa dan kasih sayang mereka, bapak dan ibu tercinta.
Saudara kandung yang aku sayangi beserta keluarga besarku.
Semua sahabat-sahabat, dan teman seangkatan Elektronik ‘11
Almamaterku
ABSTRAK Pendingin Sayuran Menggunakan Peltier Berbasis Mikrokontroler ATMega16 RESMY SARASWATI Umumnya buah dan sayuran yang baru saja dipetik harus didinginkan pada suhu minimal 15°C agar tidak cepat membusuk, karena meskipun sudah dipetik buah ataupun sayuran akan tetap berespirasi. Untuk itu diperlukan sebuah alat pendingin sayuran. Namun yang biasa terjadi pada alat pendingin, suhu yang dihasilkan dari kompresor tidak stabil akibat volume buah yang berubah-ubah. Untuk itu dibuatlah alat pendingin tanpa kompresor melainkan peltier yang berbasis mikrokontroler agar suhu yang dihasilkan lebih terkontrol, lebih hemat energi dan efektif serta dapat dibawa disegala kondisi, karena untuk mengaktifkan peltier hanya diperlukan tegangan sebesar 12 VDC yang dapat diperoleh dari aki 12 VDC.Ketika terdapat beban atau muatan sayur didalam box pendingin maka sensor akan mendeteksi suhu didalam box jika suhu yang dideteksi sebesar ≥ 17°C maka mikrokontroler akan menggerakkan relay agar peltier dalam keadaan aktif (ON). Begitupun sebaliknya jika suhu yang dideteksi sensor LM35 sebesar ≤ 15°C maka mikrokontroler akan menggerakkan relay agar peltier dalam keadaan mati (OFF). Besarnya suhu yang dideteksi berbanding lurus dengan teganagn yang dihasilkan oleh sensor LM35. Kata kunci: Pendingin, Peltier, Sensor Suhu LM35, Mikrokontroler ATMega16.
ABSTRACT Vegetables Cooler Using Peltier Base on Microcontroler ATMega16 RESMY SARASWATI Generally, fruits and vegetables freshly picked should be cooled at least on 15˚C so as not as rot quickly, because the fruits will be respiring altough it have been picked. To solve that problem, It is necessary for a vegetables cooler. But, which is common in cooler, there is uncontrol temperature generated by compressor because the change of fruits volume. Therefore, a coller without compressor was made with using peltier base on microcontroller so the temperature will be controlled, save energy and can be carried in all conditions. The voltase needed by peltier is only 12VDC that can be generated by 12V accumulator. When there is vegetable and fruit loads in cooller box, the LM35 sensor will detect the temperature in cooler box. If the tempereture detected by LM35 sensor is ≥ 17˚C, the microcontroller will move the relay so that the peltier will in active condition (ON).In the other way if the tempereture detected by LM35 sensor is ≤ 15˚C, the microcontroller will move the relay so that the peltier and blower will in unactive condition (OFF). The magnitude of the detected temperature will be directly proportional with the voltage that generated by LM35 sensor. Keyword: Cooler, Peltier, LM35 Sensor, Microcontroller ATMega16.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini yang berjudul “PENDINGIN SAYUR MENGGUNAKAN PELTIER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16”. Shalawat beserta salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan pengikutnya yang istiqomah hingga akhir zaman. Laporan akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro program studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang selalu mendukung dalam pembuatan laporan akhir ini baik itu berupa moril maupun materil. Selain itu terima kasih juga sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Faisal Damsi, M.T., selaku Pembimbing I 2. Ibu Masayu Anisah, S.T., M.T., selaku Pembimbing II Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan nasihatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini di Politeknik Negeri Sriwijaya, kepada: 1. Bapak RD. Kusmanto, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang 3. Bapak. Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang 4. Bapak Yudi Wijanarko,S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya 5. Seluruh staf Laboratorium dan Bengkel Teknik Elektronika.
6. Semua dosen dan seluruh staff serta karyawan administrasi di jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 7. Kepala Perpustakaan beserta staff administrasi perpustakaan pusat dan perpustakaan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 8. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Elektronika khususnya kelas EA yang selalu saling memberikan semangat dan motivasi. 9. Orang tuaku tercinta Bapak Asimon Redi dan Ibu Sri Umiati yang tak henti mendukung serta mendoakan. 10. Saudara kandungku Eki, Anti, Riris, dan Yaya. 11. Keluarga tempatku menumpang tinggal selama kuliah Bapak Usman Efendi , Ibu Herlima serta adik sepupuku Miske. 12. Orang-orang spesial yang selalu membantuku Dwi Isdestian, Umi, Dewi, Kandar, Ewin , Ejak maulana serta alumni kosan ijo merepet. 13. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu dalam pembuatan laporan akhir ini. Dalam penulisan Laporan Akhir ini, penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun guna kebaikan kita bersama dimasa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi mahasiswa Politeknik Negeri Sriwijaya jurusan Teknik Elektro program studi Teknik Elektronika.
Palembang,
Penulis
Juli 2014
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL .................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................
ii
LEMBAR KEASLIAN .............................................................................
iii
MOTTO .....................................................................................................
v
ABSTRAK .................................................................................................
v
ABSTRACT ...............................................................................................
vi
KATA PENGANTAR ...............................................................................
vii
DAFTAR ISI .............................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
xii
DAFTAR TABEL .....................................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................
xv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................................................
1
1.2
Perumusan Masalah ......................................................................
2
1.3
Pembatasan Masalah .....................................................................
2
1.4
Tujuan dan Manfaat ......................................................................
2
1.2.1 Tujuan ..................................................................................
2
1.2.2 Manfaat ................................................................................
3
1.5
Metodologi Penulisan ...................................................................
3
1.6
Sistematika Penulisan ...................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrokontroler ..............................................................................
5
2.1.1 Pengertian ...........................................................................
5
2.1.2 Macam-macam Mikrokontroler ..........................................
6
2.1.3 Mikrokontroler ATMega 16 ...............................................
6
2.1.4 Konfigurasi Pin ATMega16 ................................................
8
Sistem Pendinginan .......................................................................
10
2.2.1 Peltier (Modul Termoelektrik) ............................................
10
2.2.2 Prinsip Kerja Peltier ............................................................
11
Sensor dan Transduser ..................................................................
12
2.3.1 Sensor LM35 .......................................................................
14
LCD (Liquid Crystal Display) 4x20 .............................................
16
2.4.1 Fungsi Pin LCD ..................................................................
17
2.4.2 Penulisan Data Register pada Perintah LCD ......................
18
2.4.3 Pembacaan Data Register Perintah LCD ............................
18
2.4.4 Penulisan Data Register data LCD .....................................
19
2.4.5 Pembacaan Data Register Data LCD ..................................
19
Relay .............................................................................................
19
2.5.1 Sifat-sifat Relay ..................................................................
21
2.5.2 Prinsip Kerja Relay .............................................................
21
Baterai dan Jenisnya .....................................................................
22
2.6.1 Baterai Primer ......................................................................
22
2.6.2 Baterai Sekuder ...................................................................
24
ULN 2803 .....................................................................................
26
BAB III RANCANG BANGUN ALAT 3.1 Tujuan Perancangan ....................................................................
27
3.2
Metode Perancangan ................................. ..................................
28
3.3
Diagram Blok ................................................................................
29
3.4
Diagram Alir .................................................................................
31
3.5
Prinsip Kerja Alat .........................................................................
32
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
3.6
Rangkaian Keseluruhan ................................................................
34
3.7
Perancangan Alat ..........................................................................
35
3.7.1 Perancangan Elektronik .......................................................
35
3.7.1.1 Tata Letak Komponen.......................................................
35
3.7.1.2 Proses Pembuatan Layout PCB ........................................
36
3.7.1.3 Rangkaian Catu Daya .......................................................
37
3.7.1.4 Rangakain Sensor Suhu ....................................................
38
3.7.1.5 Rangkaian Mikrokontroler ................................................
38
3.7.1.6 Rangakaian Display ..........................................................
39
3.7.1.7 Rangkaian Sistem Pendinginan.........................................
40
3.7.1.8 Layout PCB dan Tata Letak Komponen ...........................
41
3.8 Perancangan Mekanik ...........................................................................
42
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Pengukuran Tegangan ..................................................................
44
4.1.1 Titik-titik Pengukuran ..........................................................
44
4.2
Data Hasil Pengukuran .................................................................
46
4.3
Analisa............ ..............................................................................
47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ..................................................................................
49
5.2
Saran ............................................................................................
49
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
50
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Pin-pin ATMega16 ..................................................................
8
Gambar 2.2 Peltier ......................................................................................
10
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Peltier ...............................................................
11
Gambar 2.4 Sensor ......................................................................................
13
Gambar 2.5 Gambaran Umum Masukan dan Keluaran Transduser ...........
13
Gambar 2.6 Bentuk Sensor LM35 ..............................................................
14
Gambar 2.7 Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35 .....................
16
Gambar 2.8 LCD 2x40 ................................................................................
17
Gambar 2.9 Bentuk fisik Relay ...................................................................
20
Gambar 2.10 Prinsip Kerja Relay ...............................................................
21
Gambar 2.11 Irisan Melintang Baterai Alkaline .........................................
23
Gambar 2.12 Aki (Baterai Asam Timbal) ......................................................
25
Gambar 2.13 Bagan Bagian Setiap Penggerak dalam ULN 2803...............
26
Gambar 2.14 ULN 2803 ...............................................................................
26
Gambar 3.1 Blok Diagram Fungsional .......................................................
29
Gambar 3.2 Diagram Alir ...........................................................................
31
Gambar 3.3 Rangkaian Keseluruhan ..........................................................
34
Gambar 3.4 Rangkaian Catu Daya 5 VDC .................................................
37
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Suhu LM35 ................................................
38
Gambar 3.6 Rangkaian sistem minimum ATMega16.................................
39
Gambar 3.7 Rangkaian Display LCD 20x4 ................................................
40
Gambar 3.8 RangkaianPendingin (Peltier) .................................................
41
Gambar 3.9 layout Rangkaian Keseluran ...................................................
41
Gambar 3.10 Tata Letak Komponen ...........................................................
42
Gambar 3.11 Bentuk Box Tampak Luar .....................................................
43
Gambar 4.1 Titik-titik Pengukuran .................................................................. 45 Gambar 4.2 Grafik Perubahan Tegangan pada Sensor LM35 ........................... 46 Gambar 4.3 Grafik Pengukuran Tegangan pada Kondisi Peltier ON .........
47
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Fungsi Pin pada LCD 4x20 ........................................................
17
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Power Supply .......................................
46
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran pada Sensor LM35 ........................................
46
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran pada IC ULN 2803 pada Kondisi Peltier ON
47
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 2. Lembar Kesepakatan Bimbingan laporan Akhir Lampiran 3. Lembar Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 4. Lembar Revisi Laporan Akhir Lampiran 5. Program Alat Lampiran 6. Data sheet
