PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535

PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535 TUGAS AKHIR

L. KRISTANTO ADYNATA SITORUS 062408037

PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

PERNYATAAN

PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 15 Juli 2009

L. KRISTANTO ADYNATA SITORUS 062408037


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala anugerah dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Bapak Dr. Eddy Marlinto, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Departemen Fisika, Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Bapak Drs.Nasir Saleh, M.Eng.Sc selaku Dosen pembimbing praktek proyek, Orang tua saya Bapak D. Sitorus, dan Ibu R. br Napitupulu, beserta Saudari Esra Novita br sitorus dan Dessy Christin br Sitorus selaku adik penulis yang telah banyak memberikan semangat dan bantuan baik secara moril maupun materi. Saudari Ledy Nova Lina Sagala yang dikasihi, yang juga banyak memberikan dukungan dan perhatian kepada penulis dalam menyelesaikan laporan ini. Kepada teman-teman mahasiswa/i Fisika Intrumentasi khususnya stambuk 2006 yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membantu penulis. Penulis menyadari dalam pembuatan laporan dari perancangan proyek ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan proyek ini. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang membantu dalam menyelesaikan proyek ini. Semoga Tuhan selalu memberkati.

Medan, 15 Juli 2009

Penulis


ABSTRAK

Saat ini aktivitas kehidupan perkotaan sangat padat seiring kemajuan zaman. Hal ini menuntut tercipta gaya hidup atau lifestyle masyrakat kota yang selalu berubah. Kesibukan yang padat menuntut mereka harus selalu menjaga kebugaran mereka agar senantiasa tetap bekerja secara efektif dan maksimal. Dan salah satu cara untuk menjaga kebugaran tubuh adalah dengan mandi air hangat. Saat ini teknologi di bidang instrumentasi berkembang dengan pesat khusus pada bidang otomasi telah banyak ditemui komponen-komponen pendukung yang tersedia di Toko Elektronik. Apalagi saat ini sebuah mikrokontroler (IC) semakin lebih sederhana dengan kemampuan yang didukungnya telah ditambah. Dan untuk harganya sendiri sudah agak terjangkau. Untuk itu diciptakan suatu alat yang mampu memanaskan air secara otomatis dimana air akan disalurkan dari bak penampung kemudian di bawah ke pemanas air lalu disalurkan ke kolam mandi. Dan keseluruhan proses tersebut akan ditampilkan berupa tampilan LCD. Keyword: Pemanas Air Kolam, ATMega8535


DAFTAR ISI

PERSETUJUAN

ii

PERNYATAAN

iii

PENGHARGAAN

iv

ABSTRAK

v

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR GAMBAR.

viii

DAFTAR TABEL

ix

BAB 1 PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang Penulisan

1

1.2 Rumusan Masalah

1

1.3 Tujuan Penulisan

2

1.4 Batasan Masalah

2

1.5 Sistematika Penulisan

3

BAB 2 TINJAUAN TEORITIS 2.1 Mikrokontroler ATMega8535 2.1.1 Arsitektur ATMega8535

5 5 6

2.2 LM 35

9

2.3 Komponen-komponen Pendukung

11

2.3.1 Resistor

11

2.3.2 Kapasitor

12

2.3.3 Transistor

13

2.3.4 Potensiometer

16

2.3.5 LCD

18

2.4 Software CodeVisionAVR (Editor dan Downloader)


19

BAB 3 PERANCANGAN ALAT

20

3.1 Diagram Blok Rangkaian

20

3.2 Perancangan Power Supplay (PSA)

21

3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535

22

3.4 Rangkaian Sensor temperatur

23

3.5 Rangkaian Display LCD

24

3.6 Rangkaian Relay

24

3.7 Perancangan Rangkaian Sensor

26

3.8 Diagram Alir Pemrograman

28

BAB 4 PENGUJIAN ALAT

29

4.1 Pengujian Minimum Sistem

29

4.2 Pengujian Rangkaian Relay

31

4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Air

33

4.4 Pengujian Rangkaian Secara Keseleruhan

34

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

35

5.1 Kesimpulan

35

5.2 Saran

35

DAFTAR PUSTAKA

36

LAMPIRAN A

37

LAMPIRAN B

38


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Konfigurasi Pin ATMega8535

7

Gambar 2.2

Arsitektur ATMega8535

8

Gambar 2.3

Sensor Suhu LM35

9

Gambar 2.4

Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

11

Gambar 2.5

Resistor Karbon

11

Gambar 2.6

Electrolytic Capacitor (ELCO)

12

Gambar 2.7

Ceramic Capacitor

13

Gambar 2.8

Simbol Tipe Transistor

13

Gambar 2.9

Transistor sebagai saklar ON

14

Gambar 2.10

Transistor sebagai saklar OFF

15

Gambar 2.11

Potensiometer

17

Gambar 2.12

Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

17

Gambar 2.13

Tampilan LCD

18

Gambar 2.14

CodevisionAVR

19

Gambar 3.1

Diagram Blok Rangkaian

20

Gambar 3.2

Rangkaian Power Supply (PSA)

21

Gambar 3.3

Rangkaian Mirokontroler ATMega8535

22

Gambar 3.4

Rangkaian sensor Temperatur

23

Gambar 3.5

Rangkaian Display LCD

24

Gambar 3.6

Rangkaian relay pengendali Heater 220 volt AC

25

Gambar 3.7

Rangkaian relay pengendali pompa air 220 volt AC

26

Gambar 3.8

Penempatan sensor pada tempat pada air

27

Gambar 3.9

Rangkaian relay Penguat sensor

28


DAFTAR TABEL

Tabel 4.1

Bentuk tampilan LED

30

Tabel 4.2

Hasil pengukuran tegangan sensor air

33

Tabel 4.3

Hasil pengukuran Suhu

34


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penulisan Dengan Teknologi yang berkembang pesat saat ini

hampir seluruh

kegiatan manusia tidak dapat dipisahkan dengan teknologi. Teknologi yang digunakan pun semakin canggih dan semakin otomatis (praktis). Tentu saja hal ini sangat menguntungkan dan memberikan kenyamanan bagi manusia, dimana pekerjaan yang seharusnya terasa berat, sukar, dan lama dapat menjadi ringan, mudah dan cepat. Untuk melakukan ini dibutuhkan suatu sistem otomasi. Dimana sistem ini berfungsi secara otomatis untuk menggerakkan suatu plant tersebut. Sehingga dengan adanya system otomasi ini, maka pekerjaan manusia yang tadinya dikerjakan secara manual, dapat digantikan fungsinya secara otomatis dengan menggunakan mesin. Prinsip kerja otomasi dapat digunakan pada peralatan seperti pemanas air kolam otomatis. Sering kita melepas lelah setelah banyak melakukan aktivitas sehari-hari. Banyak tempat yang dapat dikunjungi untuk melepas lelah seperti: sauna, Jacuzzi, pemandian air panas dan sebagainya. Pemandian air panas seringkali jadi pilihan favorit yang sering dituju. Karena Fasilitas ini banyak diminati orang khusunya orang muda karena selain menghilangkan keletihan juga sering dipakai untuk menjaga kebugaran tubuh apalagi pada saat ini cuaca terkadang tidak menentu. Untuk mendukung itu sangat tepat diterapkannya sebuah alat untuk memanaskan air kolam.

1.2 Rumusan Masalah Tugas Akhir ini membahas tentang perangkat keras dan lunak yang meliputi perakitan suatu sistem pemanas air kolam yang terdiri dari sensor suhu, heater, dan pompa air. Mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pusat kendalinya.

1 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk : 1. Memenuhi syarat untuk memenuhi mata kuliah Praktek Proyek untuk mahasiswa Program Studi D-3 Fisika Instrumentasi Departemen Fisika FMIPA USU. 2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi sistem kontrol dan sistem kendali sebagai bidang yang diketahui. 3. Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan terhadap kehidupan masyarakat. 4. Membuat

dan

mengetahui

aplikasi

pemrograman

berbasis

mikrokontroler Atmega8535. 5. Untuk mengetahui cara membuat sistem pemanas yang berbasis mikrokontroler Atmega8535. 6. Untuk mengetahui cara berkomunikasi antar mikrokontroler dengan LCD atau penampilnya.

1.3

Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengetahui suhu temperatur dari air yang dipanaskan. 2. Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengetahu level batas dari permukaan suatu air yang masuk kedalam bak pemanas. 3. Memanfaatkan pompa air dan heater sebagai alat kerja sistem pemanas yang dapat dikendalikan secara otomatis oleh mikrokontroler.

1.4

Batasan Masalah Pembahasan masalah dalam laporan proyek ini hanya mencakup masalah-

masalah sebagai berikut: 1. Sistem pemanas menggunakan mikrokontroler ATMega8535. 2. Sistem pemanas ini menggunakan heater (pemanas), motor akuarium (pompa air), dan LM35 sebagai sensor suhu.


3. Adapun batas suhu pemanasan air sampai berkisar 38 oC dan akan melakukan pemanasan kembali jika suhu air turun dibawah 34 oC. 4. Bahasa pemrograman menggunakan C++ dengan mengunakan software Codevision AVR. 5. Pembahasan

hanya

sebatas

pemrograman mikrokontroler (IC

ATMEGA8535) dan perangkat keras sistem pemanas seperti pompa air AC dan Heater, untuk interfacing untuk pemograman dari computer ke mikrokontroler tidak dibahas.

1.5

Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis

membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari simulasi pemananas air kolam berbasis mikrokontroler ATMega8535, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB 1. PENDAHULUAN Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB 2. TINJAUAN TEORITIS Tinjauan teoritis, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian Teori pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler ATMega8535 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan serta karekteristik dari komponen-komponen pendukung.

BAB 3. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler ATMega8535.


BAB 4. PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat,

penjelasan

mengenai

program-program

yang

digunakan

untuk

mengaktipkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler ATMega8535.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.


BAB 2

TINJAUAN TEORITIS

2.1. Mikrokontroler ATMega 8535 Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM/Read Only Memory) serta memori serbaguna (RAM/Read Acess Memory), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC(Analog to Digital Converter) dalam satu kemasan. Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan populer. Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel, Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain - lain. Dari beberapa vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah mikrokontroler buatan Atmel. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc prosesor) memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC, sedangkan seri MCS 51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, AT Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC,EEPROM dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT Mega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS 51. 5 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya adalah sebagai berikut. Mikrokntoler ini merupakan produk keluaran atmel dan memiliki fitur yang cukup lengkap. Mulai dari kapasitas memori program dan memori data yang cukup besar, interupsi, timer/counter, analog comparator, EEPROM internal dan juga ADC internal semuanya ada dalam ATMega 8535. Adapun Fitur-fitur dari ATMega8535 :

a) 130 macam

instruksi, yang semuanya dieksekusi dalam satu siklus

clock. b) 32 x 8-bit register serba guna. c) Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.. d) 8 Kbyte Flash Memori, yang memiliki fasilitas In-System Programing. e) 512 Byte internal EEPROM. f) 512 Byte SRAM. g) Programming Lock, fasilitas untuk mengamankan kode program.. h) 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit. i) 4 channel output PWM j) 8 channel ADC 10-bit. k) Serial USART. l) Master/Slave SPI serial interface. m) Serial TWI atau 12C. n) On-Chip Analog Computer.

2.1.1 Arsitektur ATMega8535 Mikrokontroler

ATMega8535

memiliki

arsitetur

Harvard,

yakni

memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan untuk kerja dan paralelisme. Instruksi-instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada satu instruksi-instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.


Gambar 2.1. Konfigurasi Pin ATMega8535

Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut: 1.

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.

2.

GND merupakan pin ground.

3.

Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.

4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus , yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI. 5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilat. 7 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

6. Port D (PD0.. PD7 merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. 32 x 8-bit regsister serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada arithmetic Logic Unit (ALU) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serba guna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X(gabungan R26 dan R27), register Y(gabungan 28 dan 29), register Z (gabungan R30 dan R31). Selain reiste serbaguna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O sebesar 64 byte. Beberapa register digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register kontrol timer/counter, interupsi, ADC, EEPROM dan fungsi I/O(Input/Output) lainnya.

Gambar 2.2 Arsitektur ATMega8535 8 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

2.2. LM 35 Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika- elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

Gambar 2.3 Sensor Suhu LM35 Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :


VLM35 = Suhu* 10 mV Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya . Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35: a. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. b. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC. c. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. d. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. e. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. f. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. g. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. 10 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

h. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 2.4 Grafik akurasi LM35 terhadap suhu 2.3 Komponen-Komponen Pendukung 2.3.1 Resistor Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain. Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.

Gambar 2.5 Resistor karbon


2.3.2 Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan. Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.

Gambar 2.6 Electrolytic Capacitor (ELCO) 12 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

Gambar 2.7 Ceramic Capacitor

2.3.3 Transistor Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakanakan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan : 1.

Transistor germanium PNP.

2.

Transistor silikon NPN.

3.

Transistor silikon PNP.

4.

Transistor germanium NPN.

C

C B

B E

E

NPN

PNP Gambar 2.8 Simbol tipe transistor


Dimana Transistor NPN ialah arus listrik mengalir dari basis menuju emiter dan Transistor PNP ialah arus listrik mengalir dari Emiter menuju Basis.

Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis

Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Vcc

Vcc

IC

R

RB Saklar On VCE VB

IB

VBE

Gambar 2.9 Transistor sebagai Saklar ON

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.10 Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturasi adalah :


I max =

Vcc ……………………………………………..…………(2.1) Rc

hfe . I B =

Vcc ………………………………………….………….(2.2) Rc

Vcc ……………………………………………………….(2.3) hfe . Rc

IB =

Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :

IB =

VB − VBE ……………………………………………………….(2.4) RB

VB = IB . RB + VBE…………………………………………………..(2.5) VB =

Vcc . R B + VBE …………………………………………………(2.5) hfe . Rc

Jika tegangan VB telah mencapai VB =

Vcc . R B + VBE , maka transistor hfe . Rc

akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini. Vcc

Vcc

IC

R

RB Saklar Off VCE VB

IB

VBE

Gambar 2.10 Transistor Sebagai Saklar OFF


Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :

IB =

IC ……………………………………………………….….. (2.6) hfe

IC = IB . hfe ….………………………………………………………(2.7) IC= 0 . hfe ………..…………………………………………………(2.8) IC= 0 ………………………………………………………………..(2.9) Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :

Vcc=Vc+ VCE …………..……………………………………….. (2.10) VCE=Vcc– (Ic . Rc) …..………………………………………….. (2.11) VCE=Vcc …..………………………………………………………(2.12)

2.3.4 POTENSIOMETER Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.


Gambar 2.1 Potensiometer

Pada gambar di atas untuk gambar bagian ke-3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke-2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.13 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dari tipe A. 17 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

2.3.5 LCD LCD merupakan salah satu komponen yang penting dalam pembuatan tugas akhir untuk dapat melihat posisi pengukuran suhu yang dihasilkan dalam mengetahui suhu panas air kolam. LCD mempunyai kemampuan untuk menampilkan tidak hanya angka, huruf abjad, kata-kata tapi juga simbolsimbol. Hal inilah yang membuat LCD lebih unggul daripada 7-segment ataupun dot-matrik dalam fungsinya sebagai tampilan. LCD ada banyak jenis dan ukuran, ada 16 kolom 2 baris, 20 kolom 2 baris, 40 kolom 2 baris, 20 kolom 1 baris, 16 kolom 4 baris dan banyak pula yang lain. LCD ada yang memiliki backlight dan ada yang tidak, backlight sangat berguna sekali bila malam hari atau gelap. Pada LCD juga memiliki kemampuan untuk mempertajam tampilan atau yang sering disebut contrast. LCD pada perkembangannya sudah sangat canggih seperti yang dipakai pada layer laptop ataupun handphone. Dalam tugas akhir ini digunakan LCD dengan 16 kolom 2 baris. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu ( sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut ) dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi.

Gambar 2.14 Tampilan LCD


2.4

Software CodeVisionAVR ( Editor dan Downloader) CodeVisionAVR merupakan salah satu software compiler yang khusus

digunakan

untuk

mikrokontroler

keluarga

AVR.

Kelebihan

dari

CodeVisionAVR adalah tersedianya fasilitas untuk mendownload program ke mikrokontroler

yang

telah terintegrasi sehingga dengan demikian

CodeVisionAVR ini selain dapat berfungsi sebagai software compiler juga berfungsi sebagai software programmer/downloader. Jadi kitadapat melakukan proses download program yang telah dikompile menggunakan software CodeVisionAVR juga.

Gambar 2.15 CodeVision AVR


BAB 3

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian Diagram blok merupakan gambaran dasar dari rangkaian sistem yang akan dirancang. Setiap diagram blok mempunyai fungsi masing-masing. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1. berikut ini:

2 Sensor level air

Mikrokontroler ATMega8535

Sensor Suhu

Relay

Heater

Relay

Pompa Air

Display LCD

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian

Desain sistem rangkaian terdiri dari: 1. Sensor suhu (LM35) berfungsi untuk mengukur suhu air kemudian output sensor ini akan diinputkan ke mikrokontroller. 2. Mikrokontroler ATMEGA8535 berfungsi untuk mengolah data yang dikirimkan oleh LM35 dan oleh sensor level air, selanjutnya mikrokontroller akan menampilkan nilai suhu yang terukur pada LCD kemudian membandingkannya dengan data tertentu untuk kemudian mengambil tindakan (menghidupkan/mematikan heater). 3. Relay berfungsi sebagai perantara antara mikrokontroler yang memiliki tegangan 5 volt DC dengan heater yang memiliki tegangan 20 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

220 volt AC, sehingga heater dapat dikendalikan oleh mikrokontroler ATMEGA8535. 4. Heater berfungsi untuk memanaskan tank (tempat air) yang akan dikendalikan oleh mikrokontroler setelah mendapatkan data dari sensor suhu (LM35). 5. Display berfungsi untuk menampilkan hasil pembacaan suhu pada sensor suhu (LM35) yang berada dalam tank (tempat air). 6. Sensor level air berfungsi untuk mendeteksi level bawah dan level atas air. 7. Pompa berfungsi untuk mengisi tank (tempat air) secara otomatis.

3.2 Perancangan Power Supplay (PSA) Rangkaian

ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh

rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt. keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk supplay ke relay. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Trafo merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan jembatan dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor. Regulator tegangan 5 volt (7805) digunakan


agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan.

3.3. Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8535 Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler ATMEGA8535. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroler ATMEGA8535

Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C dan port D. Pin 33 sampai 40 adalah Port A yang merupakan port ADC, dimana port ini dapat menerima data analog. Pin 1 sampai 8 adalah port B. Pin 22 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

22 sampai 29 adalah port C. Dan Pin 14 sampai 21 adalah port D. Pin 10 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground. Rangkaian mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal sebagai sumber clocknya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu. Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktip. Lamanya waktu antara aktipnya power pada IC mikrokontroler dan aktipnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut.

3.4 Rangkaian Sensor temperatur Untuk mengetahui nilai temperature yang akan diukur digunakan sensor LM 35 yang merupakan sensor temperature. Sensor ini memiliki 1 keluaran, dimana tegangan keluaran akan berubah sesuai dengan perubahan temperature lingkungan.. Rangkaian sensor ditunjukkan oleh gambar dibawah ini:

Gambar 3.4

Rangkaian Sensor temperatur

Output rangkaian ini akan dihubungkan dengan mikrokontroller pada port A, yaitu ADC0. Dengan demikian saat terjadi perubahan nilai tegangan pada output sensor, maka mikrokontroller akan mengetahui nilai perubahan tersebut, dan dapat menampilkannya pada display LCD.


3.5

Rangkaian Display LCD Rangkaian display LCD ini berfungsi untuk menampilkan nilai dari

hasil pengukuran temperatur. Rangkaian display LCD ditunjukkan pada gambar 3.5 berikut ini :

Gambar 3.5 Rangkaian Display LCD

3.6 Perancangan Rangkaian Relay Perancangan rangkaian relay ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat menghidupkan/mematikan peralatan elektronik (dalam hal ini heater dan pompa Pada rangkaian di bawah, untuk menghubungkan rangkaian dengan 220 VAC digunakan relay. Relay merupakan salah satu komponen elektronik yang terdiri dari lempengan logam sebagai saklar dan kumparan yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnet. Pada rangkaian ini digunakan relay 12 volt, ini berarti jika positip relay (kaki 1) dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan negatip relay (kaki 2) dihubungkan

ke ground, maka kumparan akan

menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik logam yang mengakibatkan saklar (kaki 3) terhubung ke kaki 4 dan kaki 7 terhubung 24 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

ke kaki 8. Dengan demikian, jika kita gunakan kaki 3 dan kaki 4 pada relay sebagai saklar untuk menghidupkan/mematikan heater

maka kita dapat

menghidupkan/ mematikan heater dengan cara mengaktipkan atau menonaktipkan relay. Rangkaian relay pengendali heater tampak seperti gambar di bawah ini ,

Gambar 3.6

Pada rangkaian

Rangkaian relay Pengendali heater 220 volt AC

ini untuk mengaktipkan atau menon-aktipkan relay

digunakan transistor tipe NPN. Cara kerjanya sama dengan proses menghidupkan alarm yang telah dijelaskan sebelumnya. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip relay dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan relay aktip. Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan tidak aktip.

Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan singkat yang besar ketika relay dinon-aktipkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini. Untuk mencegah kerusakan pada transistor tersebut sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinonaktipkan, pada saat ini arus akan terus mengalir 25 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor, yang mengakibatkan kerusakan pada transistor. Sedangkan untuk rangkaian relay pengendali pompa air ditunjukkan oleh gambar berikut ini:

Gambar 3.7

Rangkaian relay Pengendali pompa air 220 volt AC

Rangkaian ini memiliki cara kerja yang sama dengan rangkaian relay pengendali heater.

3.7 Perancangan Rangkaian Sensor Sensor ini berfungsi untuk mengetahui ketika ada air yang mengenai sensor. Sersor ini terdiri dari dua buah kabel tembaga, dimana kabel 1 dihubungkan ke Vcc 5 volt dan yang lainnya dihubungkan ke input dari rangkaian pengolah sinyal. Dua kabel ini akan diletakkan secara berdampingan, tetapi tidak bersentuhan satu dengan yang lain. Sehingga arus tidak akan mengalir dari kabel yang terhubung ke +5 volt menuju kabel yang terhubung ke penguat sinyal. Letaknya ditunjukkan pada gambar berikut:


(A) Ke +5 Volt Kabel

(K) Ke penguat sinyal

Air

Gambar 3.8 Penempatan sensor pada tempat air

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa jika tidak ada air, maka kedua kabel tidak akan terhubung satu dengan yang lainnya, namun jika ada air yang mengenai kedua kabel tersebut, maka kabel akan dihubungkan oleh air, menyebabkan arus akan mengalir dari kabel (A) ke kabel (K), dimana besarnya arus yang mengalir akan ditentukan dengan banyaknya elektron atau unsur logam yang ada pada air.

Arus yang mengalir melalui air ini sangatlah lemah. Hal ini disebabkan karena kadar logam dalam air sangat sedikit. Untuk mengetahui besar arus yang mengalir melalui air dapat dihitung dengan mengetahui nilai hambatan pada air, yaitu dengan cara mengukurnya langsung dengan menggunakan ohmmeter. Untuk air PAM nilai hambatannya adalah 32 Kohm (dimana anoda dan katoda berjarak 5 mm). Dengan demikian maka arus yang mengalir melalui air PAM adalah:

i =

V 5 = = 0,00015625 A = 156 µA R 32.000

Karena arus yang mengalir sangatlah kecil, maka arus ini akan dikuatkan oleh penguat sinyal agar dapat menghidupkan sebuah LED. Berikut gambar rangkaian penguat sensor:


Gambar 3.9 Rangkaian relay Penguat sensor

Pada rangkaian di atas, output dari sensor air diumpankan ke Op Amp 358 yang merupakan IC dual OP Amp untuk diperkuat. Dari Op Amp dihubungkan ke transistor C945 untuk menghasilkan data digital.

3.8 Diagram Alir Pemrograman Start

Baca Nilai ADC0

Tampilkan Nilai Hasil Pembacaan

T>=38

Matikan Heater

T<=34

Nyalakan Heater

Level1 =1

Nyalakan Pompa

End


Level2=0

Matikan Pompa

BAB 4

PENGUJIAN ALAT

Pada bab ini, akan dibahas pengujian alat mulai dari pengujian alat permodul sampai pengujian alat secara keseluruhan. Pengujian tersebut akan dilakukan secara bertahap dengan urutan sebagai berikut : a. Pengujian minimum sistem b. Pengujian sistem secara keseluruhan

4.1 Pengujian Minimum Sistem Pada pengujian minimum sistem ini dilakukan percobaan yang sifatnya sederhana tapi dapat menunjukkan bekerja tidaknya minimum system tersebut. Percobaan tersebut adalah menghidupkan beberapa buah LED secara bergantian. Percobaan ini dilakukan pada I/O port (Port A). Untuk menghidupkan LED tersebut digunakan program sebagai berikut:

while (1) { // Place your code here PORTA=240 delay_ms(100); PORTA=15 delay_ms(100); }; } 29 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

Jika program tersebut dijalankan, maka LED akan hidup dan mati secara bergantian seperti yang ditunjukan dalam tabel .

Tabel 4.1 Bentuk tampilan LED

LED 1

LED 2

LED 3

LED 4

LED 5

LED 6

LED 7

LED 8

Tahap 1

ON

ON

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

Tahap 2

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

ON

ON

Selain percobaan I/O port (Port A) juga dilakukan percobaan terhadap LCD. Pada tahap ini dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD system. Pengaktifan LCD ini dilakukan dengan cara menampilkan beberapa karakter pada LCD. Untuk menampilkan beberapa karakter tersebut digunakan listing program sebagai berikut:

while (1) { // Place your code here lcd_gotoxy(2,0); lcd_putsf("MY PROJECT"); delay_ms(30); lcd_clear(); }; } Jika program di atas dijalankan maka di layar LCD akan tampil ‘MY PROJECT’ pada koordinat x = 2 dan y = 0. Hal ini menunjukkan bahwa minimum system dan LCD dapat berjalan dengan baik. Program berikutnya dengan cara menghubungkan LM35 ke PORTA.0 selanjutnya membaca nilainya dan ditampilkan ke LCD. Programnya sebgai berikut:

while (1) 30 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

{ // Place your code here lcd_gotoxy(2,0); lcd_putsf("MY PROJECT"); nilai=adc_data[0]; sprintf(suhu,"temperatur=%d C",nilai); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(suhu); delay_ms(30); lcd_clear(); }; }

program di atasakan membaca nilai dari PORTA.0 yang dihubungkan ke LM35 dengan perintah nilai=adc_data[0];. Dengan perintah ini maka adc_data[0] akan dimasukkan kedalam sebuah variable bernama nilai, selanjutnya akan di ubah kedalam bentuk decimal dengan perintah sprintf(suhu,"temperatur=%d C",nilai), kemudian akan ditampilkan ke LCD pada koordinat x=0 dan y=1 malalui perintah lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(suhu).

4.2 Pengujian Rangkaian Relay Pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktip jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktipnya transistor akan mengaktipkan relay. Pada alat ini relay digunakan untuk memutuskan hubungan heater ke tegangan PLN, dimana hubungan yang digunakan adalah normally open (NO), dengan demikian jika relay aktip maka hubungan heater ke tegangan PLN akan terhubung, sehingga heater hidup, sebaliknya jika relay tidak aktip, maka heater dengan tegangan PLN akan terputus, sehingga heater mati. Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis transistor, jika relay aktip dan hubungan heater dengan tegangan PLN 31 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

terhubung, sehingga heater hidup, maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik. Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian ini ke mikrokontroler pada PORTB.0 kemudian memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMEGA8535. Program yang diberikan adalah sebagai berikut:

while (1) { // Place your code here PORTB.0=1; delay_ms(30); }; }

Perintah di atas akan memberikan logika high pada PORTB.0, sehingga PORTB.0 akan mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan mengaktipkan

transistor C945, sehingga relay juga menjadi aktip dan

hubungan heater dengan tegangan PLN terhubung, sehingga heater hidup. Berikutnya memberikan program sederhana untuk menonaktipkan relay. Programnya sebagai berikut:

while (1) { // Place your code here PORTB.0=0; delay_ms(30); }; } Perintah di atas akan memberikan logika low pada PORTB.0, sehingga PORTB.0 akan mendapatkan tegangan 0 volt. Tegangan 0 volt ini akan menonaktipkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi tidak aktip dan hubungan heater dengan tegangan PLN terputus, sehingga heater mati. 32 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

Pengujian yang sama juga dilakukan pada rangkaian relay untuk pengendali pompa air.

4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Air Pengujian pada rangkaian dapat dilakukan dengan mengukur tegangan pada output sensor. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan sebagai berikut :

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran tegangan sensor air Kondisi

Tegangan pada output

Sensor tidak terkena air

4,3 volt

Sensor terkena air

0,2 volt

Pengujian rangkaian sensor level dan relay dilakukan dengan cara menghubungkan sensor dan relay ke mikro selanjtnya mengujinya dengan program sederhana sebagai berikut:

while (1) { // Place your code here if (PIND.1==1) {PORTB.0=1;} delay_ms(30); }; }

sensor dihubungkan ke PORTD.1 dan relay dihubungkan ke PORTB.0. saat sensor terkena air, maka sensor akan menghasilkan logika 0. program di atas akan melihat kondisi pada PIND.1, jika kondisinya 1, artinya sensor tidak terkena air, maka PORTB.0 diberi logika satu, sehingga relay menjadi aktip.

4.4. Pengujian rangkaian secara keseluruhan Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan semua rangkaian, 33 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

selanjutnya mengukur suhu air dengan menggunakan thermometer, mengukur output LM 35 dan melihat tampilan pada LCD.

Dari hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut:

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Suhu Suhu terukur

Output LM35

Tampilan Display

32 derajat

320 miliVolt

32 C

33 derajat

330 miliVolt

33 C

34 derajat

340 miliVolt

34 C

35derajat

350 miliVolt

35 C

36 derajat

360 miliVolt

36 C

37 derajat

370 miliVolt

37 C

38 derajat

380 miliVolt

38 C

39 derajat

390 miliVolt

39 C


BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Dari hasil pelaksanaan perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain: a. Dengan biaya yang cukup terjangkau dan cukup mudahnya komponen alat ini ditemukan maka alat ini sudah dapat digunakan untuk keperluan rumah tangga dan Umum. b. Adapun untuk mengganti temperatur pemanasan heater dapat diubah dengan mengeset ulang program yang terdapat mikrokontoler. c. Untuk menjaga ketersediaan air panas secara terus-menerus hendaknya bak penampung air tetap selalu terisi air dan jangan sampai bak kosong.

5.2 Saran Setelah melakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat melakukan penelitian lebih lanjut, yaitu: a. Untuk pengembangan kedepannya hendaknya disesuaikan antara banyak air yang akan dipanaskan dengan besar daya dari heater pemanas agar waktu pemanasannya dapat seefisien mungkin. b. Agar sistem atau rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif. c. Alangkah baiknya jika alat ini dimanfaatkan dan disosialisasikan kegunaannya dikalangan mahasiswa, guna mengembangkan inovasi dan teknologi di kalangan mahasiswa.


DAFTAR PUSTAKA

Agfianto, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Edisi Pertama, Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002. Andi, Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta 2003. Bejo, Agus, C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahaas C dalam Mikrokontroler ATMega8535, Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008. Malvino, Albert paul, Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama, Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta, 2003. Suhata, Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronik via Line Telepon, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta 2004.


37

LAMPIRAN A (Gambar Rangkaian Lengkap Miniatur Pemanas Kolam) L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

LAMPIRAN B (DAFTAR PROGRAM)

***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V1.25.3 Standard Automatic Program Generator © Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 4/23/2009 Author : F4CG Company : F4CG Comments:

Chip type : ATmega8535 Program type : Application Clock frequency : 4.433619 MHz Memory model : Small External SRAM size : 0 Data Stack size : 128 *****************************************************/ #include <mega8535.h> // Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm #include #include <stdio.h> #include <delay.h> int nilai; unsigned char suhu[16]; #define FIRST_ADC_INPUT 0 #define LAST_ADC_INPUT 1 unsigned int adc_data[LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT+1]; #define ADC_VREF_TYPE 0x40 // ADC interrupt service routine // with auto input scanning interrupt [ADC_INT] void adc_isr(void) {

38


register static unsigned char input_index=0; // Read the AD conversion result adc_data[input_index]=ADCW; // Select next ADC input if (++input_index > (LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT)) input_index=0; ADMUX=(FIRST_ADC_INPUT | (ADC_VREF_TYPE & 0xff))+input_index; // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; } // Declare your global variables here void main(void) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0 PORTB=0x00; DDRB=0xFF; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0x00; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh 39 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

// OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off 40 L. Kristanto Adynata Sitorus : Perancangan Pemanas Air Kolam Otomatis Berbasis Atmega 8535, 2009.

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC Clock frequency: 554.202 kHz // ADC Voltage Reference: AVCC pin // ADC High Speed Mode: Off // ADC Auto Trigger Source: None ADMUX=FIRST_ADC_INPUT | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); ADCSRA=0xCB; SFIOR&=0xEF; // LCD module initialization lcd_init(16); // Global enable interrupts #asm("sei") while (1) { // Place your code here lcd_gotoxy(2,0); lcd_putsf("MY PROJECT"); nilai=(adc_data[0])/2; nilai=nilai-4; sprintf(suhu,"temperatur=%d C",nilai); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(suhu); if (nilai<=34) {PORTB.1=1;} if (nilai>=38) {PORTB.1=0;} if (PIND.0==0) {PORTB.0=0;} if (PIND.1==1) {PORTB.0=1;} delay_ms(30); lcd_clear(); }; }


PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8535

Recommend Documents