SISTEM MIKROKONTROLER ATMEGA328 SEBAGAI PENGONTROL SUHU DAN LEVEL AIR. Oleh :

SISTEM MIKROKONTROLER ATMEGA328 SEBAGAI PENGONTROL SUHU DAN LEVEL AIR Oleh : M. Syafik Mukhlis1 , Yamato.2 , Agustini Rodiah Machdi.3

Abstrak Sistem pengontrolan merupakan faktor yang sangat vital karena sistem itu mengontrol setiap alat yang terdapat pada ruangan-ruangan disuatu pabrik. Fakta yang sering terjadi pada suatu pabrik yaitu memiliki kelebihan kapasitas yang ada pada mesin pendingin, pemanas dan pompa air. Kemudian dengan adanya pengontrolan tiga mesin berbasis mikrokonteroler ATmega328 ini berfungsi untuk mengatur mesin-mesin yang ada pada pabrik secara otomatis. Cara kerja sistem ini adalah dengan menggunakan sensor suhu LM35 yaitu sensor yang berfungsi sebagai pendeteksi perubahan suhu baik keadaan suhu naik maupun turun. Instruksi dilakukan dengan menggunakan perintah ke sistem yang berfungsi untuk mematikan dan menghidupkan mesin melalui rangkaian relay driver. Serta mewujudkan kerja sistem digunakan mikrokontroler ATmega328 sebagai unit control pada suatu parik. Maka perancangan sistem ini sangat berguna yaitu dapat memberikan peringatan apabila suhu naik di atas 30°C. Adapun hasil pengujian dan analisa yang dilakukan alat sebagai pengontrol suhu dan level air pada pemanas air dengan hasilnya, yaitu pemanas akan mati apabila suhu sudah mencapai >31°C dan pemanas akan menyala apabila suhu < 30°C, pada ice maker dengan hasilnya, yaitu ice maker adalah ice maker akan mati apabila suhu < 25°C dan ice maker akan menyala apabila suhu >25°C, dan pompa air dengan hasilnya, yaitu pompa akan menyala apabila tidak ada air dan pompa akan mati apabila ketinggian air sudah mencapai level. Kata Kunci : Sistem mikrokontroler, Mmikrokontroler atmega328, pengontrol suhu. 1.

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Sistem pengontrolan merupakan faktor yang sangat vital karena sistem itu mengontrol setiap alat yang terdapat pada ruangan-ruangan disuatu pabrik. Fakta yang sering terjadi pada suatu pabrik yaitu memiliki kelebihan kapasitas yang ada pada mesin pendingin, pemanas dan pompa air. Kemudian dengan adanya perancanaan ngontrolan tiga mesin oleh sistem berbasis mikrokonteroler ATmega328 ini berfungsi untuk mengatur mesin-mesin yang ada pada pabrik secara otomatis. Sistem ini dilengkapi dengan dua sensor suhu LM35 yang dapat digunakan pada saat high dan low. Selain itu terdapat juga relay yang dapat mematikan dan menyalakan mesin secara otomatis apabila melebihi kapasitas yang sudah diprogram pada mikrokontroler ATmega328.

1.2 Maksud dan Tujuan Maksud perancangan perencanaan pengontrolan tiga mesin oleh sistem berbasis mikrokontroler ATmega328 ini adalah untuk menghasilkan alat sebagai sistem kendali pada pabrik secara otomatis, serta memahami prinsip kerja alat. Tujuan perancangan sistem pengontrolan tiga mesin pada pabrik ini adalah untuk mengurangi keterlambatan kapasitas yang melebihi pada mesin yang ada dipabrik tersebut. Sensor suhu LM35 sebagai sensor pendeteksi temperature yang dikontrol oleh ATmega328, Transistor sebagai sensor sensitifitas terhadap air dan didukung oleh peralatan elektronik dasar lainnya. 2. TEORI DASAR

2.1 Liquid Crystal Display (LCD) Pada perancangan sistem elektronik ini, tipe Liquid Crystal Display (LCD) yang digunakan adalah

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan

1

LCD016M002B yang merupakan modul LCD dengan tampilan 16x2 baris yang terdiri dari bagian LCD ini dapat menampung dua baris, dimana masing-masing baris dapat menampung 16 karakter. Bagian ini berfungsi mengatur tampilan informasi serta berfungsi mengatur komunikasi LCD LMB162ABC dengan mikrokontroler. Berikut ini LCD 16x2 Module dapat dilihat pada gambar 2.1 di bawah ini :

energi listrik. Berikut ini bentuk DI-Relay I dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah ini :

Gambar 2.2. Bentuk DI-relay I

Gambar 2.1. LCD Character 2 x 16 Module

Pada umumnya suatu mikrokontroler memiliki output dengan arus rendah, sehingga dibutuhkan rangkaian tambahan berupa penggerak (driver) yang berupa electronic switch untuk bisa mengendalikan relay., contoh rangkaian penggerak (driver) relay dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini :

LCD LMB162A memiliki 16 pin (lihat gambar 2.1) yang memiliki deskripsi seperti pada tabel 2.1dibawah ini : Tabel 2.1. Pin pada modul LCD

Gambar 2.3. Rangkaian Penggerak (Driver) Relay

2.3. Sensor Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain sensor temperature LM35. 2.3.1. Sensor Temperature LM35 2.2. DI-Relay I DI-Relay I adalah saklar yang dikendalikan secara elektronik (electronically switch). Arus listrik yang mengalir pada kumparan relay akan menciptakan medan magnet yang kemudian akan menarik lengan relay dan mengubah posisi saklar, yang sebelumnya terbuka menjadi terhubung. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan


Sensor temperatur LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran temperatur menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.Sensor LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronikaelektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. 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 2

0,5 ºC pada suhu 25 ºC . Bentuk fisik dan simbol LM35 dapat dilihat pada gambar 2.4 di bawah ini :

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. 2.4 Transistor

Gambar 2.4. Simbol LM35

Pada gambar 2.4 Simbol 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, dan pin 3 sebagai ground. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut : Tegangan = Temperatur x 10 mV......................(2.1)

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.Transistor mempunyai 3 kaki Base, kolektor dan emiter. Gambar bentukdari transistor dapat dilihat pada gambar 2.5 di bawah ini :

2.3.2. Cara Kerja Sensor Suhu LM35 Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah. IC LM35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu kebesaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV. IC LM35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luarkarena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, ICLM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indikator tampilan catu daya terbelah. IC LM35 dapat dialiri arus 60 μA dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan. Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan

Gambar 2.5 Bentuk Transistor

2.5. Software Yang Digunakan Pada perancangan pembuatan alat sistem pengontrol menggunakan 2 software yang saling berkesinambungan yaitu : 1. Codevision AVR Codevision AVR merupakan sebuah software yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler sekarang ini telah umum. Mulai dari penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya didownload ke dalam mikrokontroler menggunakan downloader. Salah satu compiler program yang umum digunakan sekarang ini adalah Codevision AVR yang menggunakan bahasa pemrograman C. Tampilan utama Codevision AVR dapat dilihat pada gambar 2.6 di bawah ini :

3

Gambar 2.6. Tampilan Utama Codevision AVR

Pada gambar 2.6 di atas terdapat list untuk mengetikkan program, daftar nama project serta message error ketika terjadi kesalahan penulisan program saat dilakukan proses build. Untuk membuat project baru digunakan pemilihan pada menu file dengan memilih new, maka akan muncul kotak dialog pemilihan project seperti terlihat pada gambar 2.7 di bawah ini :

Gambar 2.7. Tampilan Pemilihan Project Codevision AVR

3. PERANCANGAN SISTEM 3.1 Metodologi Perancangan Alat Dalam perancangan alat memiliki langkah-langkah metodologi perancangan alat sebagai berikut : a. Pengumpulan data sepesifikasi dari perancangan alat yang digunakan. b. Membuat rangkaian perancangan sistem pengontrolanpada pabrik menggunakan mikrokontroler. c. Melakukan instalasisistempengotrolpada pabrik oleh mikrokontroler.

- FLASH = (Program memory) Suatu memory yang berfungsi untuk mempercepat penghapusan dan penulisan data sebesar satu block. - EEPROM = (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) berfungsi untuk menghapus penyimpanan dan penulisan data dengan memakai perintah elektris. - JML I/O = Banyaknya input/output. - JTAG= (Joint Test Action Group) suatu alat yang sering dipergunakan untuk membantu service atau perbaikan perangkat yang bermasalah dan rusak sisi software dan membantu analisa deteksi kerusakan hardware. Oleh karena itu perancangan ini menggunakan ATmega328 karena memiliki kapasitas yang lebih unggul. 3.2 Perancangan Sistem Perancangan sistem pengontrol menggunakan mikrokontroler ATmega328 ini terbagi atas dua bagian, yaitu perancangan hardware dan perancangan software. Perancangan hardware terbagi atas perancangan rangkaian power supply, perancangan sistem minimum unit kontrol, perancangan input mikrokontroler meliputi sensor suhu, perancangan output mikrokontroler meliputi LCD, rangkaian relay driver dan rangkaian keseluruhan. Sedangkan perancangan software terdiri dari perancangan program mikrokontroler menggunakan bahasa Cdan CodeVision AVR sebagai software compiler. Berikut ini adalah alur blok diagram sistem pengontrol pada pabrik menggunakan mikrokontroler ATmega328 yang terdapat didalam papan kit. dapat dilihat pada gambar 3.1 di bawah ini:

Adapun Spesifikasi ATmega328, dapat dilihat pada tabel 3.1 di bawah ini : Tabel 3.1. Spesifikasi ATmega328 Kapasitas RAM FLASH EEPROM JML I/O JTAG

ATmega328 2 KB 32 KB 1 KB 4x8 bit Ada

Keterangan tabel diatas : - RAM = (Random acces memory) berfungsi untukmempercepat pemrosesan data.


Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem Mikrokontroler ATmega328 Sebagai Pengontrol Suhu dan Level Air

Dari gambar 3.1 di atas dijelaskan mikrokontroler sebagai pusat perintah, dimana mikrokontroler berfungsi untuk mendeteksi berjalannya mesin 1,2,3, dimana mesin 1-2 melebihi dari suhu yang telah ditentukan, maka lampu indikator akan menyala secara otomatis, kemudian mokrokontroler memberikan perintah kerangkaian analog untuk 4

mematikan mesin yang dilengkapi dengan sensor LM35 yaitu sensor suhu. Dan mesin 3 dilengkapi dengan transistor yang berfungsi sebagai sensor sensitifitas untuk menentukan kapasitas air jika telah tercapai kapasitas maximal, maka pompa akan mati secara otomatis. Gambar 3.2 di bawah ini merupakan sistem kerja Flowchart alat pengontrol

3.2.1 Rangkaian Power Supply Power supply merupakan bagian terpenting dari sistem, kerena tanpa catu daya maka seluruh rangkaian tidak akan dapat berjalan dengan semestinya. Kebutuhan daya yang dibutuhkan dari keseluruhan rangkaian termasuk sensor adalah berkisar 9V - 12V. Dengan power supply yang dirancang ini maka kebutuh terpenuhi, karena tegangan yang akan dihasilkan dari power supply ini adalah sebesar +12VDC. Prinsip kerja dari power supplyini adalah membuat tegangan +12VDC yang kemudian tegangan tersebut masuk ke regulator LM7805 akhirnya diperoleh tegangan output yang akan disupply ke semua komponen. Rangkaian power supply dapat dilihat pada gambar 3.3 di bawah ini:

Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply

3.2.2 Sistem Minimum ATmega328 Gambar 3.2 Sistem Kerja Flowchart

Gambar flowchart diatas menjelaskan tentang sistem kerja alat saat keadaan on sampai off. Kendali utama ada pada switch control, pada switch control ada 2 mode yaitu mode manual dan mode auto. Pada mode manual ketiga mesin (pemanas air, ice maker, dan pompa air) masing hanya dapat dijalankan dengan switch manual. Pada mode auto ketiga mesin akan dijalankan secara otomatis oleh mikrokontroler. Pada flowchart program mikrokontroler, pertama kali yang dilakukan adalah men-cek apakah switch control ada pada mode manual/mode auto, pada kondisi switch control manual semua kondisi ketiga mesin dimatikan dengan catatan mesin tetap bisa menyala asalkan switch manual di hidupkan. Pada kondisi switch control auto sensor-sensor yang terhubung dengan mikrokontroler (sensor suhu 1, sensor suhu 2, sensor air) akan memberikan masukan ke dalam mikrokontroler. Hasil pembacaan sensor akan dikonversi sedemikian hingga sampai mendapatkan nilai suhu dan status air. Hasil konversi itulah yang nantinya akan digunakan mikrokontroler untuk memutuskan apakan tiap-tiap mesin mati atau hidup.


Mikrokontroler

Sistem minimum mikrokontroler ini memiliki pendukung input/output yang programmable dan RAM yang On-Chip. Sismin ini dapat dibuat sangat fleksibel tergantung aplikasi yang akan dibuat. Pada umumnya, suatu mikrokontoler membutuhkan dua elemen (selain power supply) untuk berfungsi: Kristal Oscillator (XTAL), dan Rangkaian RESET, 2 elemen tersebut merupakan syarat utama terbentuknya Sismin. Rangkaian sistem minimum ATmega328 dapat dilihat pada gambar 3.4 di bawah ini :

Gambar 3.4. Rangkaian Sistem Minimun ATmega328

3.2.3 Perancangan Rangkaian Sensor Suhu LM35

Mikrokontroler

Dalam perancangan ini rangkaian mikrokontroler dihubungkan dengan sensor suhu LM35. Dimana pin portA Vcc dihubungkan ke kaki pin 1 LM35 berfungsi sebagai sumber positif. Pin port A Out 5

dihubungkan ke kaki pin 2 LM35 berfungsi sebagai output sensor. Pin port A GND dihubungkan ke kaki pin 3 LM35 berfungsi sebagai sumber negatif.Rangkaian mikrokontrolersensor suhu LM35 dapat dilihat pada gambar 3.5 dibawah ini :

VDC, dan digunakan juga IC ULN 2803 yang memiliki 8 port input maupun outputdan dapat pula menggunakan jenis transistor NPN, jika hanya menggunakan 1 Relay cukup menggunakan 1 transistor sebagai rangkaian relay drivernya agar lebih efektif dalam penggunaanya. Berikut adalah rangkaian dari relay driver dapat dilihat pada gambar 3.7 di bawah ini :

Gambar 3.5. Rangkaian Mikrokontroler Sensor Suhu LM35

Gambar 3.7. Rangkaian Relay Driver

3.2.4 Rangkaian LCD 3.2.6 Rangkaian Keseluruhan LCD yang digunakan adalah tipe LCD 16x2 yang berarti penampil karakter dengan jumlah karakter sebanyak 16 pada tiap kolomnya dan terdiri dari 2 kolom. Karena yang digunakan adalah mode 4bit maka mengirim data menggunakan pin D4 sampai dengan pin D7, sedangkan pin D0 sampai dengan D3 tidak digunakan dan dibiarkan terbuka. Untuk pin VEE pada LCD disambungkan langsung dengan ground karena tanpa ditambahkan potensio hanya disambungkan langsung dengan ground sudah didapatkan contrast yang tepat. Pin GND pada LCD dihubungkan langsung dengan ground, pin ini merupakan output katoda led lampu latar dari LCD. Rangkaian pin LCD dengan pin mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 3.6 di bawah ini :

Perancangan rangkaian keseluruhan sistem pengontrol pada pabrik menggunakan mikrokontroler ATmega328, berupa perancangan mikrokontroler disini sekaligus merupakan rancangan dari sistim minimum ATmega328, Sensor temperatur suhu, rangkaian Power supply, rangkaian relay, dan rangkaian LCD. dapat dilihat pada gambar 3.8 di bawah ini :

Gambar 3.6. Rangkaian LCD

3.2.5 Rangkaian Relay Driver Rangkaian Relay driver, dalam hal ini adalah rangkaian yang berhubungan dengan output atau keluaran yang merupakan hasil dari pengolahan data yang telah dilakukan di mikrokontroler, dan ini juga berdasarkan input yang masuk ke mikrokontroler. Perancangan relay driver ini menggunakan relay 5 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan

Gambar 3.8. Sistem Mikrokontroler ATmega328 Sebagai Pengontrol Suhu dan Level Air 6

Keterangan dari Rangkain keseluruhan : - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port 8,9 untuk output masuk ke kaki 4,6 LCD. - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port 2,3,10 untuk output masuk ke kaki 1,2,3 LED. - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port 4,5,6,7,8 dan 9 untuk output masuk ke kaki 11,12,13,14,8, dan 6 LCD. - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port 11,12,13 untk output masuk ke relay1, relay2, dan relay3. - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port 19,17,15 untk output masuk ke sensor1, sensor2, dan sensor air. - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port 16 untuk output masuk ke switch control dan relay4. - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port GND masuk ke kaki 2 dan 3 pada LCD. - Dari mikrokontroler ATmega328 pada port 5V masuk ke kaki 1 LCD.

5. Setelah jendela Sistem terserah, membuka Device Manager. 6. Dicari di bawah Ports (COM & LPT). Maka akan terlihat port yang terbuka bernama "Arduino UNO (COMxx)".Jika tidak ada COM & LPT bagian, lihat di bawah 'Other Devices' untuk 'Unknown Device'. 4. PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengukuran Setelah dilakukan perencanaan dan pembuatan sistem, maka langkah selanjutnya yaitu melakukan pengujian. Pengujian dilakukan agar dapat mengetahui apakah semua sistem sudah berfungsi sesuai yang diinginkan atau belum sesuai, lalu apa saja kelebihan dan kekurangannya. Untuk mendapatkan data yang akan dianalisis lebih lanjut, maka dilakukan pengukuran pada rangkaian uji. Alat yang digunakan dalam pengukuran adalah menggunakan Multitester.

3.3 Perancangan Software

4.1.1 Pengukuran Rangkaian Power Supply

Dalam sistem pengontrol tidak hanya melakukan perancangan hardware adapun perancangan software yang dilakukan agar dalam perancangan alat ini berjalan sesuai yang dikehendaki, berikut ini merupakan langkah dalam melakukan percobaan perancangan software.

a. Pengukuran Pengukuran rangkaian power supply dilakukan dengan menggunakan multitester. Tegangan input yang tersedia dalam perancangan ini adalah 5VDC, dan masukan yang diterima adalah 12VDC yang disearahkan oleh rangkaian mikrokontroler yang kemudian melalui dioda penyearah agar mendapat tegangan 5VDC digunakan untuk menjalankan rangkaian ATmega328. Hasil pengukuran power supply tegangan input dan tegangan output, dapat dilihat pada tabel 4.1 dibawah ini :

3.3.1 Pemrograman Mikrokontroler ATmega328 Perancangan bahasa program dibuat untuk menjalankan sebuah mikrokontroler agar mikrokontroler tersebut bisa bekerja sesuai dengan yang diinginkan.

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Power Supply

Aktifkan Program Arduino lalu buat program pada sketch Arduino sebagaimana pada gambar 3.9 di bawah, lalu Save program setelah muncul done saving selanjutnya program dikompile untuk memeriksa apakah program sudah benar. Setelah program di compile dan tidak ada kesalahan maka akan tampil done compiling yang berarti program sudah siap untuk di upload. Instalasi Driver untuk Arduino Uno 1. Dipasang papan dan menunggu untuk Windows untuk memulai itu proses instalasi driver. 2. Di klik pada Start Menu, dan membuka Control Panel. 3. Sementara di Control Panel, di arahkan ke Sistem dan Keamanan. 4. Berikutnya, di klik pada Sistem. Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan

Objek yang diukur Adaptor

Hasil Pengukuran Input(volt) Output(volt) 220VAC 12 VDC

b. Analisa Kinerja Power Supply Dari data pengukuran dapat terlihat bahwa rangkaian catudaya tersebut memiliki output sebesar 12v. Dimana mikrokontroler membutuhkan daya sebesar 9v- 12v. Dan Mikrokontroler tersebut sudah memiliki penyearah tegangan untuk merubah masukan hingga menjadi 5v. 4.1.2 Pengukuran Rangkaian Mikrokontroler ATmega328

7

a. Pengukuran Pengujian rangkaian mikrokontroler dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian kontrol, serta port yang akan diuji pada mikrokontroler diseting dengan memberikan logika high pada port-port mikrokontroler tersebut. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.2 dibawah ini : Tabel 4.2. Hasil pengukuran mikrokontroler ATmega328

OBJEK HASIL PENGUKURAN YANG OUTPUT (volt) DIUKUR Port 2 5 Port 3 5 Port 4 5 Port 5 5 b. Analisa kinerja mikrokontroler ATmega328 Setelah program tersebut di–compile dan didownload, 14 pin input/output digital (0-13). Berfungsi sebagai input atau output dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 2,3,4,5,6, dan 7 dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan outputnya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara 0-255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0-5volt. Hal tersebut bisa dilihat pada tabel 4.2 dimana PD (port digital) 2,3,4,5 yang diuji merupakan output dari arduino. 4.2 Pengujian Pengujian adalah suatu proses yang sangat penting dalam pembuatan sebuah sistem. Lewat pengujian inilah, sistem dapat dikatakan berhasil atau tidak. Pengujian pada sistem ini dilakukan perblok rangkaian. Rangkaian yang diuji adalah rangkaian relay driver, LCD, suhudan pengujian seluruh sistem. 4.2.1

Pengujian Rangkaian Relay Driver

a. Pengujian Program Relay driver ke Mikrokontroler Pengujian tehadap rangkaian relay driver dilakukan dengan memberi program kepada mikrokontroler, program tersebut akan menguji perubahan relay dari nilai Normally Open (NO) berubah ke nilai Normally Close (NC) dengan memberikan sinyal belogika low dan high. b. Analisa Program Output Relay Driver ke Mikrokontroler ATmega328


Pengujian program di atas bekerja dengan pembacaan perintah oleh mikrokontroler agar output relay berlogika high (1) dan low (0) s. Ketika input diberikan tegangan berupa logika high dari mikrokontroler, maka transistor dalam IC tersebut akan aktif dan menyebabkan relay mendapatkan ground memberikan keluaran berupa NO / NC untuk menghidupkan dan mematikan LED indikator. Sesuai hasil pengujian dapat dikatakan bahwa rangkaian relay driver berjalan dengan baik. Pengujian relay driver yang menunjukan ketika bekerja diberi logika high dari mikrokontroler sehingga LED indikator merah yang terhubung dengan port D2,D3,B2 ATmega328 menyala. 4.2.2 Pengujian LCD a. Pengujian Program Liquid Crystal Display (LCD) ke Mikrokontroler ATmega328 Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler. LCD dapat berfungsi menampilkan suatu nilai dari hasil sensor, menampilkan tesk atau menampilkan beberapa suhu pada aplikasi mikrokontroler. Dalam aplikasi sistem ini LCD. b. Analisa kinerja LCD Setelah program di download ke mikrokontroler, pengujian dilakukan dengan memasukan data ke sistem mikro dan ditampilkan ke dalam LCD. Hasil pengujian pada tampilan LCD maka akan muncul sebuah tulisan berupa suhunya adalah sesuai dengan hasil yang masuk pada input pin 9,8,7,6,5,4 4.2.3 Pengujian Tegangan Sensor Suhu LM35 Dalam pengujian Sensor suhu LM35 diberikan tegangan, dari tegangan tersebut akan bereaksi dengan udara di sekitar. Jika terjadi perubahan suhu pada udara sekitar sensor maka tegangan akan berubah. Dari perubahan tersebut data dikirimkan ke mikrokontroler.Pengukuran Sensor suhu LM35 dilakukan dengan cara memberikan sumber tegangan sebesar 5 VDC ke sensor suhu LM35 dan dengan alat ukur multitester.Berikut ini merupakan skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35 dapat dilihat pada gambar 4.1berikut :

8

tersedia dengan menggunakan input pada pin 11,12,13,14,8,6. Untuk menjaga kestabilan suhu maka program mengaturnya dengan otomatisasi lampu led jika sudah melebihi diatas 300C mati.

Gambar 4.1. Skematik Rangkaian Sensor Suhu LM35

Cara kerja rangkaianVout adalah tegangan keluaran sensor yang terhadap suhuyang terukur, yakni 10 milivolt per 1 o C. Jadi jika dihitung menggunakan persamaan 2.1 Tegangan = Temperatur X 10 mV = 15 x 10 mV = 150 mV 4.3. AnalisaPengujian Mikrokontroler ke Seluruh Rangkaian Pada mikrokontroler ATmega328, port analog 0 menghubungkan antara kaki Vout sensor LM35 dengan kaki mikrokontroler ATmega328 yang selanjutnya akan diproses oleh program agar dapat menentukan berapa pembacaan yang selanjutnya akan ditampilkan pada LCD. Port analog 0 akan mengirimkan sinyal “Low” maka tegangan yang dikirim ke led akan mati dan lampu led tidak hidup. Begitu sebaliknya jika suhu terbaca dibawah 300C mikrokontroler akan mengirimkan sinyal “High”. Sensor LM35 terhubung dengan mikrokontroler untuk mengirimkan data informasi dari sensor suhu LM35 dimana data masih berupa analog. Data yang diterima oleh mikrokontroler diubah menjadi digital, karena mikrokontroler hanya bisa menerima data digital. Mikrokontroler juga melakukan pengontrolan terhadap suhu yang masuk. Apabila data suhu tersebut ternyata telah melebihi batas yang telah ditentukan yaitu 30°C, maka mikrokontroler memberikan perintah kepada relay untuk menyalakan atau mematikan. 4.4 Sistem Kerja Keseluruhan Rangkaian ini merupakan sebuah otomatisasi dari alat perencanaan pengontrolan tiga mesin oleh sistem bebasismikrokontroler ATmega328. Setelah sensor LM35 mulai membaca pemanas di sekitar komponen, maka suhu agar dapat ditampilkan pada LCD yang Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan

Perancangan alat sistem pengontrolan tiga mesin berbasis mikrokontroler ATmega328 ini masih dalam bentuk prototype, akan tetapi prosedur pengujiannya dilakukan dengan langkah sebenarnya. Pada perancangan ini menggunakan IC mikrokontroler ATmega328 sebagai pengendali, LM35 sebagai Sensor dan LCD. Adapun tahapan yang di lakukan sebagai berikut : Langkah pertama hubungkan adaptor ke stop kontak untuk mengaktifkan rangkaian power supply dimana yang tegangan output nya sebesar 5 VDC sebagai konsumsi untuk rangkaian mikrokontroler, LCD, dan rangkaian lainnya. Ketika seluruh rangkaian telah diberikan tegangan kemudian IC akan mengecek perangkat lainnya seperti sensor LM35, jika semuanya telah siap maka LCD akan menampilkan status suhu pada ruangan yang terbaca oleh sensor LM35 dan batas suhu. Dalam perancangan sistem pengontrolan mikrokontroler ATmega328 menggunakan Sensor LM35 sebagai indikator suhu tersebut. Dapat dilihat pada tabel di bawah ini : 1. Pengujian dan Analisa Pengujian ini dilakukan ketika suhu naik dengan memanaskan sensor LM35 menggunakan media korek api dan ketika suhu sudah naik akan menampilkan ke LCD. Pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut: Tabel 4.3. Hasil Pengujian Pemanas air Relay Pemanas Air

Suhu <=300C >=300C

Keterangan Menyala Mati

Analisa Pemanas Air Dari hasil pengukuran, yang dibaca ketika suhu naik di pengaruhi oleh jenis media korek api yang di gunakan untuk memanaskan sensor suhu LM35. Semakin panas media yang digunakan maka suhu cepat naik dan suhu yang dibaca lebih cepat. a. Pemanas air akan mati apabila suhu sudah mencapai 30°C b. Pemanas air akan menyala apabila suhu < 30°C 2. Pengujian dan analisa Pengujian ini dilakukan ketika suhu TURUN maka hasil pembacaan akan ditampilkan ke 9

LCD. Pengukuran yang dibutuhkan untuk mengembalikan suhu normal dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut: Tabel 4.4 Hasil Pengujian Ice Maker Relay Suhu Keterangan Ice <=25°C Menyala maker >25°C Mati Analisa Ice Maker Dari hasil pengukuran, yang dibaca ketika suhu TURUN di pengaruhi oleh jenis media es batu yang di gunakan untuk menutunkan sensor suhu LM35. Semakin dingin media yang digunakan maka suhu cepat turun dan suhu yang dibaca lebih cepat. a. Ice maker akan mati apabila suhu < 25°C b. Ice maker akan menyala apabila suhu >25°C 3. Pengujian dan analisa Pengujian ini dilakukan untuk menditeksi ketika ada air maka sensor air secara otomatis akan bekerja. Pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut :

2. Adapun hasil pengujian dan analisis yang dilakukan alat sistem pengontrol mikrokontroler ATmega328 pada pemanas air, ice maker, dan pompa air. Dengan hasil yang didapatkan dari pemanas air adalah pemanas akan mati apabila suhu sudah mencapai 31°C dan pemanas akan menyala apabila suhu < 30°C. Adapun hasil yang didapatkan dari ice maker adalah ice maker akan mati apabila suhu < 25°C dan ice maker akan menyala apabila suhu >25°C. Begitupun hasil yang didapatkan dari pompa air adalah pompa akan menyala apabila tidak ada air dan pompa akan mati apabila ketinggian air sudah mencapai batas level. DAFTAR PUSTAKA

[1].

[2].

[3]. [4].

Tabel 4.5 Hasil pengujian Pompa Air Relay Keadaan Keterangan air Ada air hingga Mati level Pompa maksimal air Tidak Menyala ada air Analisa Pompa Air a. Pompa akan menyala apabila tidak ada air b. Pompa akan mati apabila ketinggian air sudah mencapai level maksimal 5. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa perancangan alat sistem mikrokontroler ATmega328 sebagai pengontrol suhu dan level air dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Pada mikrokontroler ATmega328, port analog 0 menghubungkan antara kaki Vout sensor LM35 dengan kaki mikrokontroler ATmega328 yang selanjutnya akan diproses oleh program agar dapat menentukan berapa pembacaan yang selanjutnya akan ditampilkan pada LCD.


[5].

[6].

[7].

Kurniawan, Dayat, 2010, Aplikasi Elektronika dengan Vissal C# 2008 Express Edition, Elex Media Komputindo, Jakarta. Winato, Ardi. Mikrokontoroler AVR ATmega 8/32/16/8535. INFORMATIKA Bandung. 2008 Zhanggischan, prinsip dasar elektronika, PT Gramedia Pustaka Utama Jakarta. 2004 ...,....,http://www.tobuku.com/docs/arduinopengenalan.pdf (diakses pada tanggal 26 februari 2015) ...,....,http://www.prasetya.blogspot.com.bahasa -pemrgraman-c.html (diakses pada tanggal 4 maret 2015) ...,....,http://translate.google.co.id/translate?hl=i d&sl=en&u=https://learn.sparkfun.com/tutorial s/installing-arduino-ide&prev=search (diakses pada tanggal 10 maret 2015) ...,....,http://elektronikadasar.web.id/komponen/sensortranducer/sensor-suhu-ic-lm35/ (diakses pada tanggal 24 maret 2015)

PENULIS :

1. M. Syafik Mukhlis, ST., Alumni (2015) Program Studi Teknik Elektro FT-UNPAK. 2. Ir. Yamato, MT. Pembimbing I/Staf Pengajar Program Studi Teknik Elektro FT-UNPAK. 3. Agustini Rodiah Machdi., ST, MT. Pembimbing II/Staf Pengajar Program Studi Teknik Elektro FT-UNPAK.

10

SISTEM MIKROKONTROLER ATMEGA328 SEBAGAI PENGONTROL SUHU DAN LEVEL AIR. Oleh :

Recommend Documents