TUGAS AKHIR
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MODEL HUMIDIFIER
Diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu ( S1 )
Disusun Oleh : Nama
: Heri Setiawan
NIM
: 41409110066
Program Studi : Teknik Elektro
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2011
LEMBAR PENGESAHAN Perancangan dan Pembuatan Model Humidifier
Disusun Oleh :
Nama
: Heri Setiawan
NIM
: 41409110066
Program Studi
: Teknik Elektro
Pembimbing,
[ Yudhi Gunardi, ST, MT ]
Mengetahui, Koordinator Tugas Akhir / Ketua Program Studi
[ Yudhi Gunardi, ST, MT ]
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini, Nama
: Heri Setiawan
N.I.M
: 41409110066
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik Industri
Judul Skripsi : Perancangan dan Pembuatan Model Humidifier
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata dikemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.
Penulis,
[ Heri Setiawan ]
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb. Alhamdulillah puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya dan kesehatan serta kesempatan kepada penulis untuk dapat menjalankan pendidikan strata satu ini. Sehingga penulis dapat sampai pada akhir masa pendidikan ini. Pada kesempatan ini ijinkan penulis untuk menyampaikan rasa terimakasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu selama masa penyelesaian tugas akhir dengan judul “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MODEL HUMIDIFIER“. 1. Kepada Bapak dan Ibu serta Adikku tersayang yang telah memberikan dorongan baik materil maupun spirituil serta do’anya kepada penulis. 2. Kepada pendamping hidup ku yang telah memberikan spirit dan doa baik dikala susah maupun senang 3. Kepada Bapak Yudhi Gunardi selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro sekaligus sebagai Dosen Pembimbing saya 4. Kepada seluruh civitas Mercubuana 5. Kepada rekan – rekan studi saya angkatan 15 di Universitas Mercubuana 6. Kepada Bapak Heri Joko Santoso, terima kasih atas pengalaman hidup yang telah diberikan sebagai bahan pembelajaran 7. Kepada semua dosen yang telah memberikan ilmunya selama saya menimba ilmu dalam pendidikan strata satu di Universitas Mercubuana
Semoga amal baik dan bantuan yang beliau berikan kepada penulis mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT. Demikian terucap terima kasih banyak dan berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Penulis
Heri Setiawan 41409110066
DAFTAR ISI
Halaman Halaman Judul
i
Halaman Pernyataan
ii
Halaman Pengesahan
iii
Abstrak
iv
Kata Pengantar
v
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
xi
Daftar Gambar
xii
Daftar Grafik
xiv
Daftar Lampiran
xv
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan Penelitian Terapan
4
1.3 Pembatasan Masalah
4
1.4 Metodologi Penelitian Terapan
5
1.5 Sistematika Penulisan
5
BAB II LANDASAN TEORI
8
2.1 Sistem Respirasi
8
2.1.1 Pendahuluan 2.1.2 Mekanisme pernapasan manusia 2.1.2.1 Pernapasan dada
8 10 10
2.1.2.2 Pernapasan perut 2.1.3 Udara yang dipernapaskan
11 12
2.2 Gambaran Umum Humidifier
14
2.3 LM 35 sebagai Sensor Suhu
16
2.4 LM 741 sebagai Penguat Operasional
17
2.4.1 LM 741 sebagai penguat non inverting
20
2.4.2 LM 741 sebagai penguat penyangga (buffer)
22
2.4.3 LM 741 sebagai komparator
22
2.5 Transistor sebagai Saklar
24
2.5.1 Transistor dalam keadaan saturasi
26
2.5.2 Transistor dalam keadaan cut off
27
2.6 IC 4011 sebagai Gerbang NAND
28
2.7 IC 74193 sebagai Pencacah Maju dan Mundur
30
2.8 IC 4028 sebagai Dekoder BCD
30
2.9 IC 4066 sebagai Saklar Mandiri
32
2.10 IC CA 3162 E sebagai Analog To Digital Converter
33
2.11 IC CA 3161 E sebagai Dekoder
35
2.12 Seven Segment sebagai Display
38
2.12.1 Common anoda
38
2.12.2 Common katoda
39
2.13 IC MOC 3020 sebagai PhotoTriac
40
2.14 TRIODA AC (TRIAC) sebagai Switch
41
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Spesifikasi Alat
43 43
3.2 Perencanaan Secara Diagram Blok
44
3.3 Perencanaan Rangkaian Setting Suhu
46
3.4 Perencanaan Rangkaian Sensor Suhu
51
3.5 Perencanaan Rangkaian Suhu Lebih
55
3.6 Perencanaan Rangkaian Suhu Chamber
59
3.7 Perencanaan Rangkaian Komparator
60
3.7.1 Perencanaan rangkaian komparator 1
60
3.7.2 Perencanaan rangkaian komparator 2
61
3.8 Perencanaan Rangkaian Kontrol Heater
62
3.9 Perencanaan Rangkaian Low Water
65
3.10 Perencanaan Rangkaian Display
66
3.11 Diagram Alir Sistem Kerja Humidifier
68
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
69
4.1 Persiapan Alat dan Bahan
69
4.1.1 Persiapan alat
70
4.1.2 Persiapan bahan
70
4.1.3 Test point pengukuran
72
Pengukuran dan Pengujian
73
4.2.1 Pengukuran pada TP1
73
4.2.2 Pengukuran pada TP2
74
4.2
4.2.2.1 Tampilan tingkat kestabilan suhu 340 C
75
4.2.2.2 Tampilan tingkat kestabilan suhu 350 C
75
4.2.2.3 Tampilan tingkat kestabilan suhu 360 C
76
4.2.2.4 Tampilan tingkat kestabilan suhu 370 C
76
4.2.3 Pengukuran pada TP3
77
4.2.4 Pengukuran pada TP4
77
4.2.5 Pengukuran pada TP5
78
BAB V ANALISA HASIL 5.1 Analisa tegangan keluaran pada TP1
79
5.2 Analisa tegangan keluaran pada TP2
80
5.3 Analisa tegangan keluaran pada TP3
80
5.4 Analisa tegangan keluaran pada TP4
81
BAB VI KESIMPULAN 6.1 Kesimpulan
82 82
Daftar Pustaka
83
Lampiran
84
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1
Sistem respirasi manusia
8
Gambar 2.2
Humidifier type MR 730
14
Gambar 2.3
Humidifier type MR 850
14
Gambar 2.4
Analogi diagram alir humidifier
15
Gambar 2.5
Sensor suhu LM 35
16
Gambar 2.6
Analogi sifat dasar op amp pertama
18
Gambar 2.7
Analogi sifat dasar op amp kedua
18
Gambar 2.8
Analogi sifat dasar op amp ketiga
19
Gambar 2.9
Analogi sifat dasar op amp keempat
19
Gambar 2.10 Konfigurasi pin IC LM 741
20
Gambar 2.11 Op amp sebagai penguat non inverting
21
Gambar 2.12 Op amp sebagai buffer
22
Gambar 2.13 Op amp sebagai komparator
23
Gambar 2.14 Rangkaian common emiter
25
Gambar 2.15 Garis beban daerah kerja transistor
26
Gambar 2.16 Transistor dalam keadaan saturasi
27
Gambar 2.17 Transistor dalam keadaan cut off
28
Gambar 2.18 Konfigurasi pin IC 4011
28
Gambar 2.19 Simbol NAND
29
Gambar 2.20 Konfigurasi pin IC 74193
30
Gambar 2.21 Konfigurasi pin IC 4028
31
Gambar 2.22 Konfigurasi pin IC 4066
32
Gambar 2.23 Konfigurasi pin IC 3162 E
33
Gambar 2.24 Konfigurasi pin IC 3161 E
35
Gambar 2.25 Bentuk fisik dan konfigurasi seven segment common anoda39 Gambar 2.26 Bentuk fisik dan konfigurasi seven segment common katoda40 Gambar 2.27 Konfigurasi pin MOC 3020
41
Gambar 2.28 Skematik MOC 3020
41
Gambar 2.29 Simbol TRIAC
42
Gambar 3.1
Diagram blok humidifier
44
Gambar 3.2
Rangkaian setting suhu
46
Gambar 3.3
Rangkaian sensor suhu
51
Gambar 3.4
Rangkaian sensor suhu lebih
55
Gambar 3.5
Rangkaian suhu chamber
59
Gambar 3.6
Rangkaian komparator umum
60
Gambar 3.7
Rangkaian komparator 1
60
Gambar 3.8
Rangkaian komparator 2
61
Gambar 3.9
Rangkaian kontrol heater
62
Gambar 3.10 Rangkaian low water
65
Gambar 3.11 Analogi transistor dalam keadaan on
66
Gambar 3.12 Analogi transistor dalam keadaan off
66
Gambar 3.13 Rangkaian display
66
Gambar 3.14 Flowchart sistem kerja humidifier
68
DAFTAR GRAFIK
Halaman Grafik 3.1
Perbandingan suhu dengan LM 35
53
Grafik 4.1
Kestabilan suhu 340 C
75
Grafik 4.2
Kestabilan suhu 350 C
75
Grafik 4.3
Kestabilan suhu 360 C
76
Grafik 4.4
Kestabilan suhu 370 C
76
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1
Tabel kebenaran IC 4011
29
Tabel 2.2
Tabel kebenaran IC 4028
32
Tabel 2.3
Tabel kebenaran IC 3161 E
37
Tabel 2.4
Seven segment common anoda
39
Tabel 2.5
Seven segment common katoda
40
Tabel 3.1
Hubungan suhu setting dengan tegangan referensi
51
Tabel 3.2
Hubungan suhu dengan tegangan pada LM 35
52
Tabel 3.3
Perencanaan nilai Ri
58
Tabel 4.1
Daftar komponen dan jumlahnya
70
Tabel 4.2
Daftar komponen dan jumlahnya (lanjutan)
71
Tabel 4.3
Hasil pengukuran tegangan keluaran pada TP1
74
Tabel 4.4
Hasil pengukuran tegangan keluaran pada TP2
74
Tabel 4.5
Hasil pengukuran tegangan keluaran pada TP3
77
Tabel 4.6
Hasil pengukuran tegangan keluaran pada TP4
77
Tabel 4.7
Hasil pengukuran tegangan keluaran pada TP5
78
Tabel 5.1
Analisa tegangan keluaran pada TP1
79
Tabel 5.2
Analisa tegangan keluaran pada TP2
80
Tabel 5.3
Analisa tegangan keluaran pada TP3
80
Tabel 5.4
Analisa tegangan keluaran pada TP4
81
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Gambar rangkaian simulasi humidifier
84
Data sheet LM 35
85
Data sheet IC LM 741
88
Data sheet IC 74LS193
92
Data sheet IC HCF 4011B
95
Data sheet IC CD 4028B
98
Data sheet triacs BT 137
100
Data sheet IC CA 3161A
102
Data sheet IC CA 3162A
104
Data sheet IC HCF 4066B
108
Data sheet MOC 3020
112
Data sheet TR BC 107
114
