TUGAS AKHIR SISTEM DATA LOGGER KINCIR ANGIN PROPELER BERBAHAN KAYU

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

TUGAS AKHIR

SISTEM DATA LOGGER KINCIR ANGIN PROPELER BERBAHAN KAYU Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

Oleh : LULUK ARIYANTO NIM : 125114024

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016


FINAL PROJECT DATA LOGGER SYSTEM WINDMILL WOODEN PROPELLER Presented Partial Fullfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program

LULUK ARIYANTO NIM : 125114024

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016





HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO :

Jalani hidup dengan optimism dan kesabaran

Dengan ini kupersembahkan karyaku untuk ….. Bapak, Ibu, dan keluargaku tercinta, Sahabat – sahabatku yang selalu setia bersama, Teman-teman seperjuanganku Teknik Elektro 2012, Dan semua orang yang hadir didalam kehidupanku

vi



INTISARI Untuk mengetahui kinerja pembangkit listrik yang dihasilkan oleh kincir angin propeller berbahan kayu. Diperlukan data – data parameter tegangan, arus generator listrik, kecepatan angin, kecepatan poros dan arah angin. Sistem perekaman data tersebut dilakukan oleh piranti data logger. Sistem data logger menggunakan Arduino Uno sebagai pusat pengolahan dari kelima sensor tersebut. Sensor tegangan, sensor arus, dan sensor kompas tersebut akan diambil sampling setiap 0,04 detik,lalu untuk sensor tegangan, sensor arus dan sensor kompas akan diolah samplingnya tadi setiap 0,4 detik, sedangkan untuk sensor kecepatan poros dan sensor kecepatan angin diambil sampling setiap 1 detik, setelah itu akan disimpan setiap 10 detiknya. Sebelum itu hasil pengolahan data akan ditampilkan di LCD 16x2 setiap detiknya. Data logger kincir angin propeller berbahan kayu berhasil dibuat, dengan Tingkat keberhasilan sensor tegangan sebesar 99,3%, sensor arus sebesar 96,78%, kompas sebesar 98,1%, sensor kecepatan angin 79,7% dan sensor kecepatan poros sebesar 94,1% Kata kunci : data logger, kincir angin, Arduino Uno

viii


ABSTRACT To determine the performance of power generated by windmill wooden propeller. Need required data parameter such as voltage, current electric generator, wind speed , the shaft speed windmills and the wind direction. The data recording system is performed by the data logger. The system uses an Arduino Uno as a center processing of the fifth sensor. A voltage sensor, a current sensor, and compass sensor sampling will be take every 0,04 second, and then to a voltage sensor, a current sensor and compass sensor will be processed every 0,4 second, while for shaft speed sensor and wind speed sensor sampling will be taken every 1 second. After that the fifth sensor will be recorder every 10 second. Before that the processing data of fifth sensor will be displayed on the LCD 16x2 every second. Datalogger windmill wooden propeller is fully established, with successful precentage for voltage sensor is 99,3%, for a current sensor is 96,78%, for a compass sensor is 98,1%, for a wind speed sensor is 79,7% and for shaft speed sensor is 94,1%. The keywords : Datalogger, Windmill, Arduino Uno

ix


KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah S.W.T karena atas segala rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan baik. Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana. Selama pembuatan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa begitu banyak pihak yang memberikan bantuan baik berupa idea tau gagasan, dukungan moral, maupun bantuan materi. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Drs. Johanes Eka Priyatma, M.Sc., Ph.D, selaku Rektor Universitas Sanata Dharma 2. Sudi Mungkasi, S.Si., M. Math. Sc., Ph. D selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi 3. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma. 4. Dr. Iswanjono, selaku dosen pembimbing yang dengan penuh setia, kesabaran dan pengertian untuk membimbing dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Martanto, S.T.,M.T. dan Augustinus Bayu Primawan, S.T., M.Eng. selaku dosen penguji yang telah memberi masukkan, kritik dan saran serta merevisi penulisan tugas akhir ini. 6. Seluruh dosen yang telah mengajarkan banyak ilmu yang bermanfaat selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma. 7. Keluarga penulis terutama bapak, ibu, kakak dan adek yang telah banyak memberikan dukungan doa, kasih sayang dan motivasi selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma. 8. Keluarga besarku yang telah memberi dukungan selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma. 9. Sahabat – sahabatku :Sambu Rezpatia, Andita Prastiti, Rico, Erik yang selalu ada untuk membantuku, menyemangatiku dan menghiburku. 10. Teman – teman seperjuangan Teknik Elektro 2012 yang telah menemani pada saat menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dhama. 11. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan banyak bantuan dan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

x



DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia) ……………………………………………i HALAMAN JUDUL(Bahasa Inggris)………………………………………………...ii HALAMAN PERSETUJUAN………………………………………………………... iii HALAMAN PENGESAHAN………………………………………………………… iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA……………………………………………….v HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP……………………………. vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS………………………………….vii INTISARI……………………………………………………………………………...viii ABSTRACT…………………………………………………………………………….ix KATA PENGANTAR…………………………………………………………………x DAFTAR ISI…………………………………………………………………………..xii DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………….xvi BAB I PENDAHULUAN……………………………………………………………..1 1.1.

Latar Belakang………………………………………………………………...1

1.2.

Tujuan da Manfaat Penelitian…………………………………………………3

1.3.

Batasan Masalah………………………………………………………………3

1.4.

Metodologi Penelitian………………………………………………………...4

BAB II DASAR TEORI……………………………………………………………...6 2.1.

Pengondisi Sinyal…………………….............................................................6

2.2.

Pembagi Tegangan…………………………………………………………...7

2.3.

LM358………………………………………………………………………8

xii


2.4.

HMC5883L…………………………………………………………………8

2.5.

Optocoupler…………………………………………………………………9

2.6.

Led…………………………………………………………………………. 11

2.7

Arduino Uno Rev3………………………………………………………….13 2.7.1. Spesifikasi Arduino Uno Rev3………………………………………14 2.7.2. Pemrograman Arduino IDE………………………………………….15 2.7.3. Komunikasi Serial Arduino………………………………………….17

2.8.

LCD………………………………………………………………………...17

2.9.

IC DS1307………………………………………………………………….19

2.10.

Saklar push button………………………………………………………….20

2.11.

WCS 1800………………………………………………………………….22

2.12. Rancang bangun Anemometer 3 mangkuk…………………………………23 2.12.1. Angin……………………………………………………………….23 2.12.2. Mangkuk Anemmeter……………………………………………...24 2.12.3. Momen Inersia……………………………………………………..24 2.13. Proses Pensamplingan Data………………………………………………..28 BAB III RANCANGAN PENELITIAN………………………………………...29 3.1.

Konsep Dasar.……………………………………………………………..29

3.2.

Perancangan Perangkat Keras……………………………………………..29 3.2.1. Sensor Tegangan……………………………………………………29 3.2.2. Sensor Arus…………………………………………………………30 3.2.3. Sensor Kompas……………………………………………………..33 3.2.4. Sensor Kecepatan Kincir Angin……………………………………34 3.2.5. Sensor Kecepatan Angin………………………………………..36 xiii


3.2.6. Arduino Uno…………………………………………………….37 3.2.7. Tombol………………………………………………………….39 3.2.8. Format Paket Data………………………………………………40 3.3.

LCD……………………………………………………………………41

3.4.

Skema Pemasangan……………………………………………………41

3.5.

Diagram Alir Utama Data logger……………………………………..41 3.5.1. Diagram Alir Subrutin Data Tegangan dan Arus………………41 3.5.2. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data kec.kincir dan kec. Angin.………………………………………………………..42 3.5.3. Diagram Alir Subrutin Kompas………………………………..42 3.5.4. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data…………………….42

3.6.

Desain Boks Data logger……………………………………………..43

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………48 4.1.

Bentuk Fisik data logger dan Hardware elektronik…………………48 4.1.1. Bentuk Fisisk data logger……………………………………..48 4.1.1.1. Rangkaian Catu Daya DC…………………………...49 4.1.1.2. Rangkaian Pembagi Tegangan………………………49 4.1.1.3. Rangkaian Pengondisi Sinyal……………………….50 4.1.1.4. Rangkaian Reset ekternal dan LCD karakter………..51

4.2.

Pengujian Alat…………………………………………………….....51 4.2.1. Sensor Tegangan……………………………………………...51 4.2.2. Sensor Arus…………………………………………………...53 4.2.3. Sensor Kompas………………………………………………..54 4.2.4. Sensor Kecepatan Angin…………………………………....55 xiv


4.2.5. Sensor Kecepatan Poros…………………………………….57 4.2.6. Pengujian RTC dan SD Card…………………………….....58 4.2.7. Pengujian Keseluruhan………………………………….......59 4.3.

Pengujian dan Pembahasan Perangkat Lunak…………………......59 4.3.1. Inisialisai I/O………………………………………………..60 4.3.2. Pensamplingan Data………………………………………...60 4.3.3. Pengolahan Data………………………………………….....61 4.3.4. Penyimpanan Data…………………………………………..60 4.3.5. Menampilakn ke LCD…………………………………….....61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………..63 5.1.

Kesimpulan…………………………………………………………63

5.2.

Saran……………………………………………………………......63

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………..64 LAMPIRAN……………………………………………………………….65

xv


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Keseluruhan Kincir Angin Propeller Berbahan Kayu………………………………………………………………...2 Gambar 1.2. Diagram Blok Perancangan………………………………………………..5 Gambar 2.1. Rangkaian Penguat Selisih Tegangan……………………………………..6 Gambar 2.2. Rangkaian Buffer………………………………………………………….7 Gambar 2.3. Rangkaian Dasar Pembagi Tegangan……………………………………..8 Gambar 2.4. Konfigurasi LM358……………………………………………………….8 Gambar 2.5. Pin HMC5883L…………………………………………………………...9 Gambar 2.6. Simbol Optocoupler………………………………………………………10 Gambar 2.7. (a). Rangkaian Phototransistor Common Emiter Amplifier……………....10 Gambar 2.7.(b). Rangkaian Phototransistor Common Colector Amplifier……………..10 Gambar 2.8. Konfigurasi LED………………………………………………………….12 Gambar 2.9. Rangkaian Indikator LED………………………………………………...13 Gambar 2.10. Konfigurasi Pin Arduino Uno…………………………………………...15 Gambar 2.11. Pin Mapping ATmega168/328…………………………………………..15 Gambar 2.12. Perangkat LUnak Arduino Uno IDE versi 1.6.6………………………...16 Gambar 2.13. LCD 16x2………………………………………………………………..18 Gambar 2.14.(a). Simbol Tombol tekan NO(Normally Open)…………………………21 Gambar 2.14.(b). Simbol tombol tekan NC(Normally Close)….………………………21 Gambar 2.15.(a). Rangkaian tombol tekan pull up……………………………………..21 Gambar 2.15.(b). Rangkaian tombol tekan pull down……………………….……….21 xvi


Gambar 2.16. Rangkaian Reset Eksternal…………………………………….………22 Gambar 2.17. Ilustrasi Hall Effect sensor…………………………………………….22 Gambar 2.18. Konfigurasi sensor Arus hall effect…………………………………...23 Gambar 2.19. Perbandingan antara Tegangan Keluaran dengan Arus Masukan WCS1800……………………………………………………23 Gambar 2.20. Momen inersia sebah titik partikel terhadap poros…………………...24 Gambar 2.21. Batang Uniform dengan sumbu putar melalui salah satu ujung……...25 Gambar 2.22. Setengah bola dengan sumbu putar melalui salah satu ujung…….......25 Gambar 2.23. Poros bermagnet dengan sumbu putar melalui pusatnya……………..26 Gambar 2.24. Sketsa mangkuk anemometer ideal…………………………………...27 Gambar 2.25.(a). Tinjau Segitiga x…………………………………………………..28 Gambar 2.25.(b). Tinjau segitiga y…………………………………………………..28 Gambar 3.1. Rangkaian pembagi tegangan dan nilai komponen………………...….30 Gambar 3.2. Grafik persamaan sensor WCS1800…………………………………...31 Gambar 3.3. Rangkaian pengondisi sinyal…………………………………………..32 Gambar 3.4. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis compass……………………………....33 Gambar 3.5. Tampak atas DT-Sense 3 axis compass…………………...…………..33 Gambar 3.6. Tampak bawah DT-Sense 3 axis compass…………………………....34 Gambar 3.7. Skematik rangkaian lin tracking sensor……………………………....35 Gambar 3.8.(a). Anemometer mangkuk…………………………………………....36 Gambar 3.8.(b). Skematik sensor kecepatan angin………………………………...36 Gambar 3.9. Tampa katas Arduino uno……………………………………………37 Gambar 3.10. Rangkaian reset eksternal………………………………………….38 Gambar 3.11.(a). Rangkaian start………………………………………………….40 xvii


Gambar 3.11.(b). Rangkaian stop………………………………………………….40 Gambar 3.12. Rangkaian LCD character 16x2……………………………………41 Gambar 3.13. Skematik pemasangan data logger beserta peralatan pendukung…..43 Gambar 3.14. Diagram alir utama dari data logger………………………………..44 Gambar 3.15. Diagram alir subrutin pengolahan data tegangan dan arus…………45 Gambar 3.16. Diagram alir pengolahan data kec.kincir dan kec.angin…………....45 Gambar 3.17. Diagram alir subrutin pengolahan data kompas……………………46 Gambar 3.18.(a). boks tampak atas………………………………………………..46 Gambar 3.18.(b). Boks tampak belakang……………………………………….…46 Gambar 3.18.(c). Boks tampang samping………………………………………....46 Gambar 3.19. Diagram alir subrutin penyimpanan data……………………..…....47 Gambar 4.1. Kotak sistem tampak atas…………………………………………....48 Gambar 4.2. Kotak sistem tampak samping……………………………………....48 Gambar 4.3. Sensor kecepatan angin(anemometer)……………………………....49 Gambar 4.4.(a). Rangkaian sistem data logger…………………………………...50 Gambar 4.4.(b). Rangkaian catu daya DC………………………………………..50 Gambar 4.4..(c). Rangkaian pembagi tegangan…………………………………..50 Gambar 4.4.(d). Rangkaian pengondisi sinyal…………………………………....50 Gambar 4.4.(e). Rangkaian reset eksternal……………………………………….50 Gambar 4.4.(f). Rangkaian LCD karakter………………………………………..50 Gambar 4.5. Voltmeter…………………………………………………………...52 Gambar 4.6. Amperemeter…..…………………………………………………...52 Gambar 4.7. Grafik perbandingan tegangan voltmeter dengan data logger .....…52 Gambar 4.8. Grafik perbandingan arus data logger dengan amperemeter............53 xviii


Gambar 4.9. Grafik berbandingan antara kompas data logger dengan kompas android.................................................................................................... 55 Gambar 4.10. Lampu Beban...............…………………………………………..55 Gambar 4.11. Ekor Kompas...................……………………………………….55 Gambar 4.12. Grafik perbandingan antara anemometer data logger dengan anemometer ...........................................................................................56 Gambar 4.13. Anemometer.................................................…………………....57 Gambar 4.14. Grafik perbandingan antara kecepatan poros data logger dengan Tachometer.............................................................................................58 Gambar 4.15. Contoh pengambilan data.............................................................59 Gambar 4.16. Inisialisasi I/O..............................................................................60 Gambar 4.17. Tata letak dan tampilan pada LCD 16x2.....................................62

xix


BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Negara Indonesia adalah Negara kepulauan yang terletak di wilayah khatulistiwa dan diapit oleh dua benua: Asia dan Australia. Kurang lebih dua per tiga wilayah Indonesia adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia, yaitu kurang lebih 80791,42km.

Itulah

mengapa

Indonesia

merupakan

wilayah

potensial

untuk

mengembangkan pembangkit energi bertenaga angin. Kecepatan angin di daerah pantai Indonesia rata-rata 5 m/detik. Di beberapa daerah misalnya Laktutus, Atambua, NTT kecepatan angin dapat mencapai hingga 12meter/detik. Di Laktutus sudah pernah dibangun beberapa kincir angin dengan propeler berbahan logam, akan tetapi karena desain tidak memperhatikan kondisi riil dearah tersebut, sehingga kincir angin tersebut tidak dapat bertahan lama. Telah dilakukan studi perbandingan di Rembang untuk melihat kincir angin petani garam. Sebagian besar kincir garam menggunakan propeler dari bahan kayu dan dapat bertahan lama. Telah dilakukan implementasi awal kincir garam dan diuji coba di daerah pantai selatan Yogyakarta. Dengan kecepatan angin 4-7 meter/detik kincir dapat bekerja dengan baik dan kinerja kincir angin masih dapat ditingkatkan, akan tetapi dengan kecepatan angin yang ada belum ada alat yang membantu untuk mengoptimalkan energi angin yang ada. Berdasarkan hal-hal tersebut, tim peneliti dari Universitas Sanata Dharma yang diketuai oleh Dr. Ir. Iswanjono, M.T. melakukan penelitian desain dan implementasi kincir angin propeler berbahan kayu dengan variasi bentuk sudu, sudut belok, dan sudut putar. Kincir ini akan digunakan untuk menggerakan generator listrik. Kecepatan putar poros kincir dan pemilihan beban listrik akan dikontrol secara otomatis untuk mendapatkan energi yang optimal. Sistem secara keseluruhan dibagi menjadi empat bagian. Bagian pertama terdiri dari kincir angin propeler berbahan kayu, bagian kedua terdiri dari sensor dan sistem data logger, bagian ketiga terdiri dari sistem pengirim radio telemetri, dan bagian keempat terdiri dari sistem penerima dan sistem akuisisi data seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.1. Berdasarkan Gambar 1.1 ,maka dibuatlah ide untuk membuat data logger. Data logger sendiri dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang berfungsi untuk mengambil,

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2

mengumpulkan dan menyiapkan data hingga memprosesnya untuk menghasilkan data yang dikehendaki [1].

Generator AC

LCD

Push Button

LED

Push Button

Rectifier Sensor Tegangan

Laptop/PC

Sensor Arus Poros Kincir Angin

Sensor Kecepatan Poros

Angin

Sensor Kecepatan Angin

Arduino Uno Rev3

Arduino Uno Rev3

XBee USB Adapter

Sensor Kompas

RTC & SD Shield

RTC DS1307

Kincir Angin Propeler Berbahan Kayu

XBee PRO Shield V1.1

SD Card XBee-PRO (S2B)

Sistem Data Logger

Sistem Pengirim

XBee-PRO (S2B)

Sistem Penerima

Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Keseluruhan Kincir Angin Propeler Berbahan Kayu Data logger ini merupakan pengembangan yang telah dibuat oleh IbIKK Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma [2],Dimana data logger ini nantinya akan menyimpan data dari tegangan, arus, kecepatan putar kincir angin, kecepatan angin dan juga selain itu ada juga arah angin, dimana untuk meningkatkan kecepatan putar dari kincir angin, maka kincir angin harus lebih fleksibel bisa mengarah kesegala arah. Dengan menggunakan Arduino Uno sebagai pengolah data dan juga untuk mengirimkan data tersebut ke penampil data, memilih Arduino Uno dikarenakan adanya kesesuaian beberapa sensor yang dipakai dengan Arduino Uno baik itu library maupun port yang digunakan. Selain itu untuk menunjang semua itu maka didalam data logger akan ada sensor tegangan, sensor arus, sensor arah angin, sensor kecepatan putar kincir angin dan juga sensor untuk kecepatan angin. Sensor-sensor ini akan bekerja secara terus-menerus lalu akan menyimpan data kedalam SDCard setiap 10 detik sekali secara real time. Untuk menyimpan data secara real time maka menggunakan RTC atau Real Time Clock, lalu menggunakan RTC Shield v1.0 yang telah sesuai dengan Arduino Uno. Lalu untuk membuat sensor tegangan menggunakan pembagi tegangan, dimana perkiraan tegangan maksimum yang akan dihasilkan oleh kincir


angin yaitu 60Voltdc. Lalu keluaran dari pembagi tegangan akan dihaluskan kembali dengan RC Filter. Untuk sensor arus menggunakan modul sensor arus WCS1800, dimana sensor WCS1800 ini memiliki kekuatan untuk mendeteksi arus maksimal yaitu sebesar 30 ampere [3]. Lalu untuk sensor arah angin menggunakan modul sensor kompas HMC5883L yang telah sesuai dengan setelan di dalam Arduino Uno. Selain itu menggunakan sensor rotary encoder untuk menghitung kecepatan putar dari kincir angin dan juga kecepatan angin itu sendiri.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah membuat data logger dengan pengolah data adalah Arduino Uno yang didalamnya ada real time clock dan Slot memori untuk menyimpan data dari beberapa sensor, seperti tegangan, arus, arah putar angin, kecepatan angin dan juga kecepatan putar kincir angin dalam optimalisasi kincir angin propeler berbahan kayu. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk menunjang optimalisasi energi listrik yang dihasilkan kincir angin propeler berbahan kayu. Sebagai tempat untuk menyimpan data sewaktu-waktu diperlukan untuk diteliti lebih lanjut.

1.3 Batasan Masalah Supaya Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang sesuai dengan judul Tugas Akhir ini. Adapun batasan masalahnya adalah : 1.

Menggunakan Arduino Uno untuk mengolah data dan juga mengirimkan data, Arduino Uno ini menggunakan Integrated Circuit (IC) ATmega 328, selain itu juga Arduino Uno untuk menampilkan ke LCD.

2.

Menggunakan pembagi tegangan sebagai sensor tegangannya, dengan jarak tegangan 0 Volt dc sampai dengan 60 Volt dc. Dengan sensivitas 60:3,3

3.

Sensor yang digunakan untuk arus adalah modul sensor WCS1800. Integrated Circuit (IC) WCS1800 merupakan jenis sensor hall effect jadi mengandalkan medan magnet untuk mendeteksi arusnya.dengan jarak arus dari 0 Ampere sampai dengan 25 Ampere. Dengan sensivitas 60mV/A

4.

Untuk sistem real time nya menggunakan RTC Shield V1.0 yang telah sesuai dengan Arduino Uno. Lalu didalam RTC Shield V1.0 juga sudah terpasang ic


DS1307 sebagai ic Real Time clock dan kartu memori untuk menyimpan data yang telah diproses di Arduino Uno. 5.

Sensor kompas menggunakan modul kompas HMC5883L yaitu DT- Sense 3 Axis Compass.

6.

Sensor kecepatan angin menggunakan optocoupler,dengan jumlah rotary adalah 10.

7.

Sensor kecepatan poros kincir angin menggunakan optocoupler dimana jumlah rotary adalah 16.

8.

Menyimpan data pengukuran berupa data *,tanggal, jam, tegangan, arus, kecepatan poros kincir angin, kecepatan angin, arah angin, dan #.

9.

Penyimpanan data setiap 10 detik sekali dan akan ditampilkan setiap detiknya.

10. Data disimpan dalam bentuk data text. 11. Menampilkan data yang tersimpan kedalam LCD 16x2.

1.4 Metodologi Penelitian Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai, metode-metode yang digunakan dalam menyusun tugas akhir ini adalah : 1. Studi literature, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan cara membaca bukubuku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini. 2. Eksperimen, yaitu dengan cara langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini. 3. Perancangan subsistem hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai factor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Pada Gambar 1.2 menunjukan diagram blok perancangannya. 4. Pembuatan subsistem hardware. Dalam pembuatan data logger ini mulai menyatukan beberapa sensor yang telah menjadi modul dan juga membuat sensor yang belum menjadi modul, lalu digabungkan menjadi satu dengan Arduino Uno. 5. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan setelah alat jadi dan juga mulai mengoperasikan kelima sensor tersebut untuk diambil data nya dengan bantuan kincir angin propeler berbahan kayu.


RTC Shield v1.0 Real time Clock

Tombol

LCD

Arduino Uno

Sensor rotary encoder sensor kecepatan angin

Sensor Line tracker sensor kecepatan poros kincir angin

Sensor tegangan

Sensor WCS1800 sensor arus

HMC5883L Sensor kompas

Generator

Kincir angin

Gambar 1.2. Diagram Blok Perancangan 6. Analisis dan penyimpulan data percobaan. Analisis data dilakuka dengan cara mengecek performe alat (misal : kestabilan system dalam jangka waktu yang lama), keakurasian sensor yang ada di dalam data logger tersebut. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan setelah selsai melakukan analisis. Penyimpulan hasil dapat dilakukan dengan membandingkan data yang telah didapatkan dari data logger dengan dengan data yang telah terakurasi.


BAB II DASAR TEORI 2.1. Pengondisi Sinyal Rangkaian pengondisi sinyal merupakan rangkaian yang digunakan untuk mengubah level tegangan sesuai dengan yang diinginkan. Rangkaian pengondisi sinyal sangat diperlukan bila tegangan yang diperlukan tidak tersedia oleh tegangan yang ada. Seperti rangkaian pengondisi sinyal yang dipakai untuk sensor WCS1800 yang disini akan dibuat. Sebelum membuat sebuah rangkaian pengondisi sinyal harus memperhatikan karakteristik sensor yang akan kita buatkan rangkaian pengondisi sinyalnya, dalam hal ini karakteristik dari WCS1800 adalah[3] : memiliki sensivitas 60mV/A, ketika arus 0 ampere, maka keluaran tegangan analog adalah 2,5volt dan ketika arus 25 ampere maka tegangan keluaran analog sebesar 2,5volt + (25volt*60mV/A) = 4 volt. Dengan karakteristik itu dapat dibuatlah pengondisi sinyal yang akan diinginkan, dimana karakteristik yang diinginkan adalah ketika 0 ampere keluaran tegangan analog adalah 0 volt dan ketika arus mencapai 25 ampere maka keluaran tegangan analog adalah 3,3volt. dengan karakteristik ini dibuat pengondisi sinyal yang sesuai yaitu yang menggunakan voltage subtraction. Voltage subtraction atau penguat selisih tegangan adalah rangkaian penguat operasional (operational amplifier) dimana ada dua masukan yang akan diolah didalam penguat operasional ini. Dimana masukan pertama dari sensor yang akan dibuatkan pengondisi sninyal dan masukan kedua berasal dari tegangan offset. Fungsi dari tegangan offset itu sendiri adalah untuk mengenolkan nilai awal dari sensor WCS1800. Pada Gambar 2.1 menunjukan rangkaian dasar dari penguat selisih tegangan.

Gambar 2.1. Rangkaian Penguat selisih tegangan

6


Dimana rangkaian penguat selisih tegangan memiliki persamaan [4] : Vout 

R3 R2  R 4 R4 Vin  Voff R1  R3 R 2 R2

Vout

= m* (Vin +c)

(2.1)

(2.2)

Selain rangkaian penguat selisih tegangan ini juga dibutukan rangkaian buffer. Rangkaian Buffer adalah rangkaian yang menghasilkan tegangan keluaran sama dengan tegangan masukannya. Fungsi rangkaian buffer pada peralatan elektronika adalah sebagai penyangga, dimana prinsip dasarnya adalah penguat arus tanpa terjadi penguatan tegangan. Rangkaian buffer ditunjukan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Rangkaian Buffer [3] Dengan metode hubung singkat antara jalur masukan pembalik (inverting) dan jalur keluaran, maka diperoleh perhitungan matematis : Vout = Vin, sehingga diperoleh nilai penguatan tegangan (Av) =

𝑉𝑜𝑢𝑡 𝑉𝑖𝑛

= 1 , dilihat dari hasil ini bisa dikatakan tidak terjadi

penguatan tegangan.

2.2. Pembagi tegangan Rangkaian pembagi tegangan adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari dua buah resistor yang diseri lalu diambil tegangan diantara sambungan resistor tersebut. Rangkaian pembagi tegangan berfungsi membagi tegangan input menjadi beberapa bagian tegangan keluaran. Pada Gambar 2.3 menunjukan rangkaian dasar dari pembagi tegangan. Dari Gambar 2.3 mendapatkan persamaan tegangan keluaran yaitu: 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛 ∗ (

𝑅2 ) 𝑅1 + 𝑅2

(2.3)


Gambar 2.3. Rangkaian dasar Pembagi Tegangan

2.3. LM358 Integrated Circuit (IC) LM358 merupakan ic penguatan operasional yang memiliki dua buah penguatan operasional (operational Amplifier) didalamnya, memiliki penguatan (gain) yang besar, IC ini memiliki single catu. Selain itu ic ini memiliki bandwidth yang lebar yaitu 1MHz. Untuk single catu dianjurkan tegangan maksimal adalah 32 volt dan minimal 3 volt[5]. Keluaran tegangan yang dihasilkan dari IC LM358 dari 0 volt sampai dengan 26 volt. Untuk konfigurasi IC LM358 ditunjukan dengan Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Konfigurasi LM358

2.4. HMC5883L HMC5883L merupakan jenis IC yang didesain untuk sensor magnetic dengan antarmuka digital untuk aplikasi seperti kompas dan juga magnetometry. Magnetometry adalah sebuah instrumen pengukuran yang digunakan untuk dua tujuan umum, yaitu untuk mengukur magnetisasi bahan magnet seperti feromagnet, atau untuk mengukur kekuatan dan, dalam beberapa kasus arah medan magnet pada suatu titik dalam ruang angkasa.


Didalam HMC5883L ini juga sudah terintegrasi untuk mengkalibrasi internal dan juga ada driver untuk degaussing. Konfigurasi pin HMC5883L ditunjukan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Pin HMC5883L HMC5883L sudah menjadi modul, salah satunya adalah DT- Sense 3 Axis Compass [6]. Spefisikasi dari modul DT- Sense 3 Axis Compass yaitu :  Tegangan masukan 3,3 volt dc dan konsumsi arus rendah yaitu maksimal 100uA  Memiliki sensor magnetoresistive 3 sumbu  Memiliki jangkauan pembacaan medan magnet sampai dengan ± 8 Gauss dengan resolusi 5 miliGauss  Akurasi kompas hingga 1-2

2.5. Optocoupler Optocoupler merupakan piranti elektronik yang terdiri dari dua bagian utama yaitu LED (Light Emitting Diode) dan juga Phototransistor. Prinsip kerja optocoupler adalah: jika antara Phototransistor dan LED terhalang maka Phototransistor tersebut akan mati sehingga keluaran dari kolektor akan berlogika tinggi, sebaliknya jika antara LED dan Phototransistor tidak terhalang maka Phototransistor akan nyala dan keluaran dari kolektor akan berlogika rendah. Phototransistor adalah transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik dan memiliki penguat (gain) internal. Penguat internal yang terintegrasi ini menjadikan sensivitas atau kepekaan phototransistor terhadapa cahaya jauh lebih baik dari komponen pendeteksi yang lain. Cahaya yang diterima oleh phototransistor akan menimbulkan arus pada daerah basisnya dan menghasilkan penguatan arus hingga ratusan kali. Phototransistor juga digolongkan sebagai tranduser.


Prinsip kerja phototransistor hampir sama dengan transistor pada umumnya. Dimana arus pada basis transistor dikalikan untuk memberikan arus pada kolektor. Namun khusus untuk phototransistor, arus basis dikendalikan oleh jumlah cahaya yang diterimanya. Oleh karena itu fisik phototransistor hanya memiliki dua kaki yaitu kolektor dan emitter saja. Sedangkan terminal basisnya berbentuk lensa yang berfungsi untuk menangkap cahaya. Macam- macam konfigurasi common pada optotransistor ditunjukan pada Gambar 2.7. Pada prinsipnya adalah ketika basis phototransistor menerima cahaya yang tinggi, maka arus yang mengalir dari kolektor ke emitor akan semakin besar pula. Symbol Optocoupler ditunjukan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Simbol Optocoupler Ada dua konfigurasi common :

(a)

(b)

Gambar 2.7. (a) Rangkaian Phototransistor Common Emiter Amplifier (b) Rangkaian Phototransistor Common Colector Amplifier

Perbedaan dari kedua common adalah jika Common Emiter Amplifier jika ada cahaya maka akan berlogika dari 1 menuju 0 tetapi Common Colector Amplifier jika ada cahaya maka akan berlogika dari 0 menuju 1. Fungsi phototransistor juga ada dua yaitu sebagai saklar dan juga penguat.


Perbedaan antara phototransistor dengan photodioda diantarnya adalah photodioda lebih cepat daripada phototransistor dalam hal respon frekuensi, jika dalam hal penguat (gain) phototransistor lebih tinggi daripada photodioda. Rumusan untuk menghitung besar kecepatan angin dengan optocoupler sebagai alat pencacah adalah: Rpm =

𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒑𝒆𝒓𝒖𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒖𝒑𝒔𝒊 𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒓𝒐𝒕𝒂𝒓𝒊

∗ 60 ∶

𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒑𝒆𝒓𝒖𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒖𝒑𝒔𝒊 𝒑𝒆𝒓𝒊𝒐𝒅𝒂 ∗𝟔𝟎: 𝟏𝟎𝟎𝟎 ) 𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒓𝒐𝒕𝒂𝒓𝒊

𝟐∗𝝅∗𝒓 (

Kecepatan angin = Dimana :

60

𝒑𝒆𝒓𝒊𝒐𝒅𝒂 𝟏𝟎𝟎𝟎

: 1000

(2.6)

(2.7)

r : jarijari lingkaran baling - baling/ mangkok.

Rumusan untuk menghitung kecepatan poros kincir angin dengan optocoupler sebagai alat pencacahnya adalah : rpm =

𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒖𝒑𝒔𝒊_𝒌𝒆𝒕𝒊𝒌𝒂_𝒏𝒂𝒊𝒌 𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒓𝒐𝒕𝒂𝒓𝒊

∗ 60

(2.8)

2.6. Led LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memancarkan cahaya. LED mampu menghasilkan cahaya yang berbeda- beda menurut semi konduktor yang digunakan dan jenis bahan semi konduktor tersebut akan menghasilkan panjang gelombang yang berbeda, sehingga cahaya yang dihasilkan berbeda pula. LED adalah salah satu jenis dioda, maka LED memiliki dua kutub yaitu anoda dan katoda. Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik yang mengalir dari anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik karena apabila terbalik LED tidak akan menyala. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang juga cahaya yang dihasilkan., namun perlu diperhatikan bahwa arus yang diperbolehkan adalah 10mA20mA dan tegangan 1,6 volt - 3,5 volt menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir melebihi 20mA, maka LED akan terbakar. Untuk menjaga supaya LED tidak


terbakar maka perlu adanya resistor sebagai penghambat arus.LED ditunjukan pada gambar 2.8.

Gambar 2.8. Konfigurasi LED Berdasarkan gambar diatas, persamaan untuk mencari nilai tegangan menggunakan hukum ohm yaitu V=I*R, sehingga persamaan untuk mencari nilai resistor yang digunakan sebagai indicatoradalah:

𝑅=

𝑉𝑠 −𝑉𝑑 𝐼

Dimana : V

= Tegangan

I

= Arus listrik

R

= Resistor

Vs

= Tegangan sumber

Vd

= Tegangan LED

Tegangan kerja pada sebuah LED menurut warna yang dihasilkan [7]: 1. Infra merah

: 1,6V

2. Merah

: 1,8V – 2,1V

3. Oranye

: 2,2V

4. Kuning

: 2,4V

5. Hijau

: 2,6V

6. Biru

: 3,0V – 3,5V

7. Putih

: 3,0V – 3,6V

8. Ultraviolet

: 3,5V

(2.9)


Pada umumnya tegangan yang digunakan pada perancangan adalah tegangan minimal LED (Vmin

LED),

tegangan minimal LED adalah sebesar 1,5V. gambar 2.9

menunjukan rangkaian indicator LED

Gambar 2.9. Rangkaian Indikator LED

2.7. Arduino Uno Rev3 Arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source, berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk para seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek atau lingkungan yang interaktif[7]. Nama arduino disini tidak hanya dipakai untuk menamai papan rangkaiannya saja, tetapi juga untuk menamai bahasa dan software pemrogramanya, serta Lingkungan pemrogramannya. Kelebihan arduino dari segi hardware mikrokontroler yang lain adalah:  IDE(Integrated Development Environment) arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan diberbagai sistem operasi, seperti Windows, Macintosh, Linux  IDE arduino dibuat berdasarkan pada IDE Processing, yang sederhana sehingga mudah digunakan  Pemrograman arduino menggunakan kabel yang teerhubung dengan port USB, bukan port serial. Fitur ini juga berguna karena banyak koputer sekarang ini tidak memiliki port serial  Arduino adalah hardware dan software open source- pengguna bisa mendownload software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar ke pembuat arduino  Biaya hardware cukup murah, sehingga tidak menakutkan untuk membuat kesalahan  Proyek arduino ini dikembangkan dalam lingkungan pendidikan, sehingga bagi pemula akan lebih cepat dan mudah untuk mempelajarinya.  Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitasdi internet yang dapat membantu setiap kesulitan yang dihadapi.


2.7.1 Spesifikasi Arduino Uno Rev3 Arduino Uno Rev3 adalah board sistem minimum berbasis mikrokontroler ATmega328 keluarga AVR. Arduino Uno Rev3 memiliki 14 digital input/output (6 diantaranya digunakan untuk PWM output), 6 analog input, 16 MHz crystal oscillator, USB connection, power jack, ICSP header, dan tombol reset. Beberapa pin Arduino Uno Rev3 memiliki keggunaan khusus, diantaranya: serial pin 0 dan 1, external intterups pin 2 dan 3, PWM pin 3, 5, 6, 9, dan 11, SPI pin 10, 11, 12 ,dan 13, LED pin 13, dan TWI pin A4 dan A5 . LED 13 merupakan built-in LED digital pin 13, ketika pin berlogika tinggi maka LED akan menyala begitu sebaliknya. Arduino menyimpan informasi sket program. Ketika Arduino di aktifkan maka LED 13 akan berkedip, begitu juga saat melakukan reset maka LED 13 akan berkedip. Tegangan kerja yaitu sebesar 5V, dan tegangan masukan yang direkomendasikan adalah 7-12V bisa dari USB atau jack power. Arus keluaran dari arduino adalah 40mA untuk 5V dan 50mA untuk 3,3V. Didalam arduino uno juga ada regulator tegangan yaitu 3,3V.setiap pin digital bisa dih=gunakan untuk masukan maupun keluaran dengan fungsi arduino. 14 pin ini memiliki tegangan keluaran sebesar 5V. Setiap pin menyediakan ataupun menerima arus maksimal 40mA. Lalu ada tambahan pin untuk fungsi tertentu diantaranya adalah :  Serial: pin 0(Rx) dan pin 1(Tx),digunakan untuk menerima (Rx) dan mengirim (Tx) serial data berupa tegangan TTL (5V dan 0V)  Ekternal Interupt: pin 2 dan pin 3. Pin ini bisa digunakan untuk interupsi baik itu rising atau falling edge.  Pin untuk mengatur pulse Width Modulator (PWM): pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11. Keluaran berupa 8 bit PWM.  Pin untuk I2C : analog 4 (A4) atau Serial data (SDA) dan analog 5 (A5) atau Serial Clock (SCL) Papan Arduino Uno Rev3 ditunjukan pada Gambar 2.10. Papan Arduino Uno Rev3 berbasis mikrokontoler ATmega328 keluarga AVR. Komponen ini merupakan bagian utama dari papan Arduino Uno Rev3, sehingga pengguna dapat menerapkan program kontrol untuk menjalankan papan Arduino Uno Rev3. Selain ATmega328, papan Arduino juga dapat diganti menggunakan mikrokontroler ATmega 8/Atmega 168 sesuai dengan kebutuhan pengguna. Gambar 2.11. menunjukkan deskripsi pin mapping ATmega168/328.


Gambar 2.10. Konfigurasi Pin Arduino Uno

Gambar 2.11. Pin Mapping ATmega168/328

2.7.2. Pemrograman Arduino IDE Lingkungan pemrograman Arduino disebut IDE (Integrated Development Environment). Perangkat lunak Arduino IDE adalah aplikasi cross-platform ditulis dengan bahasa pemrograman java dan berasal dari IDE untuk bahasa pemrograman wiring project, hal ini dirancang untuk memudahkan pengguna yang baru mempelajari mikrokontroler dengan software development, termasuk didalam perangkat lunak dengan kode editor dan fitur seperti sintaks, brace pencocokan, dan identasi otomatis, serta mampu compile dan upload program dengan sekali perintah klik[7].


Gambar 2.12. Perangkat Lunak Arduino Uno IDE versi 1.6.6 Gambar 2.12. menuunjukkan perangkat lunak Arduino IDE versi 1.6.6. Perangkat lunak Arduino IDE dilengkapi dengan library C/C++, membuat operasi input/output jauh lebih mudah dipahami. Pengguna hanya perlu mendefinisikan dua fungsi untuk membuat program dapat dijalankan ketika dieksekusi pada papan Arduino Uno Rev3. Fungsi tersebut diantaranya: 1.

Setup(), fungsi berjalan satu kali pada awal dari sebuah program yang dapat menginisialisasi masukan dan keluaran pada papan mikrokontroler Arduino Uno Rev3.

2.

Loop(), fungsi yang dieksekusi berulangkali sampai papan mikrokontroler Arduino di non-aktifkan. Bahasa pemrogrman Arduino adalah bahasa C++, dengan dukungan berkas library

yang dapat menyederhanakan proses coding. C++ mendefinisikan beberapa jenis data yang berbeda. Sign variable memungkinkan mengolah data negatif dan positif, sedangkan unsigned variable hanya memungkinkan data positif. Tipe data yang digunakan dalam coding Arduino adalah void, boolean, char, unsigned char, byte, int, unsigned int, word, long, unsigned long, short, float, double, array, string-(char array), dan String-(object). Tipe data string memungkinkan penggunaan untuk memanipulasi teks string dalam cara yang lebih kompleks seperti melakukan penggabungan string, penambahan string, mengganti substring, dan lain sebaginya.


2.7.3. Komunikasi Serial Arduino Komunikasi serial Arduino Uno Rev3 pada dasarnya terletak pada pin serial 0 (Rx) dan 1 (Tx) pada papan Arduino Uno Rev3 yang terhubung ATmega328. Komunikasi yang disediakan adalah UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) TTL (5 volt). Papan Arduino Uno Rev3 dilengkapi mikrokontroler ATmega16U2 yang memungkinkan komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada komputer) sehingga papan Arduino Uno Rev3 dapat berinteraksi dengan perangkat komputer (Personal Computer). Firmware ATmega16U2 menggunakan driver standar USB COM dan tidak membutuhkan driver eksternal. Fitur serial monitor pada perangkat lunak Arduino IDE memungkinkan data tekstual sederhana dikirimkan ke dan dari papan Arduino. LED Rx dan Tx yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial. Berkas library SoftwareSerial memungkinkan komunikasi serial pada beberapa pin digital Arduino Uno Rev3. IC ATmega328 pada Arduino Uno Rev3 juga mendukung

I2C Two Wire Interface (TWI) menggunakan berkas library Wire dan

komunikasi Serial Pheripheral Interface (SPI) menggunakan berkas library SPI. Fungsi komunikasi merupakan instruksi dalam sket program yang digunakan untuk menjalankan program. Beberapa instruksi program yang digunakan dalam komunikasi serial Arduino adalah if(Serial), available(), availableForWrite(), begin(), end(), find(), findUntil(), flush(), parseFloat(), parseInt(), peek(), print(), println(), read(), readBytes(), readBytesUntil(),

readString(),

readStringUntil(),

setTimeout(),

write(),

serialEvent().Beberapa instruksi yang umumnya dipakai dalam komunikasi serial arduino adalah instruksi begin() digunakan untuk mengatur baudrate atau kecepatan komunikasi umumnya bernilai 9600, instruksi available() digunakan untuk mendapatkan jumlah karakter atau byte yang telah diterima diserial port, instruksi read(), digunakan untuk membaca data yang telah diterima diserial port, instruksi println() sama seperti instruksi print() dengan penambahan enter, dan instruksi readStringUntil(), digunakan untuk membaca data dengan tipe data string sampai karakter yang ditentukan misalnya (“\n”) karakter enter.

2.8. LCD LCD (liquid cell display) merupakan salah satu alat komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter. LCD yang digunakan adalah tipe M1632 yang ditunjukan pada gambar 2.13.


Gambar 2.13. LCD 16x2 LCD tipe ini memiliki 2 baris dimana masing – masing baris memuat 16 karakter. Selain itu LCD ini sangat mudah untuk dioperasikan, kebutuhan daya LCD ini hanya 5V. konfigurasi pin LCD M1632 dapat dilihat pada Tabel 2.1. dibawah ini.

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD M1632 No.

Nama

Fungsi

1

Vss

0V (GND)

2

Vcc

5V

3

VLC

LCD Contrast Voltage

4

RS

Register Select; H: Data Input; L: Instruction Input

5

RD

H: Read; L: Write

6

EN

Enable Signal

7

D0

Data bus 0

8

D1

Data bus 1

9

D2

Data bus 2

10

D3

Data bus 3

11

D4

Data bus 4

12

D5

Data bus 5

13

D6

Data bus 6

14

D7

Data bus 7

15

V+BL

Positif backlight voltage (4-4.2V; 50-200mA)

16

V-BL

Negative backlight voltage (0V; GND)


2.9. IC DS1307 – Real Time Clock (RTC) IC DS1307 adalah sebuah IC real time clock

yang dapat digunakan untuk

menyimpan waktu. Perangkat ini juga mampu menyimpan data waktu, mulai dari detik, menit, jam, hari, hingga tanggal, bulan, dan tahun. IC DS1307 bekerja dengan menggunakan komunikasi serial I2C. ketika catu daya utama tidak aktif maka IC ini akan secara otomatis akan berpindah ke catuan dari baterai 3.2V. Semua data yang diterima dari IC DS1307 sudah berupa data Binary Coded Decial (BCD). Pertukaran data menggunakan antarmuka I2C, yang setiap memulai pertukaran data, master device harus menginisialisasikan keadaan START dan diakhiri dengan keadaan STOP. Keadaan STRART terjadi apabila pin SDA berubah dari logika satu menjadi logika nol saat pin SCL berada pada logika satu. Sedangkan keadaan STOP terjadi saat pin SDA berubah dari logika nol ke logika satu saat pin SCL berada pada logika satu. Sedangkan pertukaran data terjadi pada saat pin SCL berada pada logika nol. Memori IC DS1307 terdiri dua register utama, yaitu Timekeeper Register dan Control Register. Timekeeper Register berisi data-data pewaktuan, mulai dari detik, menit, jam, tanggal, bulan, tahun hingga hari. Sedangkan Control Register berisi bit untuk mengatur keluaran pin SQW/OUT. Saat Square Wave Output tidak aktif, bila bit Out bernilai satu, maka keluaran pin SQW/OUT juga akan bernilai satu. Bit SQWE berfungsi untuk mengaktifkan Square Wave Output. Apabila bit ini bernilai satu maka Square Wave Output akan aktif. Sedangkan nilai frekuensi yang dihasilkan tergantung dari kombinasi bit RS1 dan RS0. Pengaturan dan keluaran pin SQW/OUT ditunjukan pada Tabel 2.2. untuk memori pada IC DS1307 ditunjukan pada Tabel 2.3. Tabel 2.2. Pengaturan dan Keluaran pin SQW/OUT [9] RS1

RS0

Frekeunsi

SQWE

OUT

0

0

1 Hz

1

X

0

1

4096 Hz

1

X

1

0

8,192 KHz

1

X

1

1

32,768 KHz

1

X

X

X

0

0

0

X

X

1

0

1


Tabel 2.3. Memori pada IC DS1307 [9] Alamat

Bit 7

Bit 6

Bit 5

00h

CH

10 detik

01h

0

10 detik

Bit 4

Bit 3

Bit 2

Bit1 Bit 0

Fungsi

Rentang

Detik

Detik

00-59

Menit

Menit

00-59 1-12

02h

10

12

jam

10 jam

Jam

Jam

+AM/P M 00-23

02h

24

AM/ PM

10 jam

03h

0

0

0

04h

0

0

10 tanggal

0

bulan

06h

10 tahun OUT

0

0

SQWE

Hari

0

Jam

1-12

Hari

01-07

Tangga

Tanggal

10

05h

07h

0

Jam

l

Bulan

Bulan

01-12

Tahun

Tahun

00-99

Control

-

0

RS1

RS0

RAM

08h-3Fh

01-31

56x8

00h- FFh

2.10. Saklar push button Tombol tekan atau push button adalah bentuk saklar yang paling umum dari pengendali manual yang dijumpai di industry. Tombol tekan NO (normally open) menyambung ke rangkaian ketika tombol ditekan dan kembali pada posisi terputus ketika tombol dilepas. Sedangkan tombol tekan NC (normally close) akan memutus rangkaian apabila tombol ditekan dan akan kembali pada posisi terhubung ketika tombol dilepaskan. Symbol tombol tekan dapat dilihat pada Gambar 2.14. Dalam hal ini yang sering dipakai dalam banyak percobaan adalah tombol tekan pull up dimana logika dari pull up adalah ketika tombol tidak ditekan nilai masukan ke arduino uno berlogika tinggi. Selain itu juga ada tombol yang digunakan untuk mereset arduino uno, berdasarkan datasheet dimana untuk melakukan reset diperlukan minimal lebar pulsa sebesar 2,5 us, dan tegangan maksimum


reset sebesar 1,6 volt. Dimana untuk mengetahui besaran komponen yang akan digunakan mak menggunakan persamaan ini : 1

1

𝑓

2∗𝜋∗𝑅∗𝐶

𝑇= =

(2.10)

dan juga hukum Ohm V = I*R

(2.11)

(a)

(b)

Gambar 2.14.(a) Simbol tombol tekan NO (Normally open). (b) Simbol tombol tekan NC (Normally close) Lalu ada dua macam rangkaian untuk tombol tekan ini yaitu : 1. Hambatan Pull up, merupakan tombol tekan yang ketika tombol ditekan maka akan berlogika nol (low),dan jika tombol tidak ditekan maiak akan berlogika satu (high). Ditunjukan pada Gambar 2.15.(a) 2. Hambatan Pull down, merupakan rangkaian tombol, yang apabila tombol ditekan maka akan berlogika satu (high), bila dilepas akan berlogika nol (low) . Ditunjukan pada Gambar 2.15.(b).

(a)

(b)

Gambar 2.15.(a) Rangkaian tombol tekan pull up .(b) Rangkaian tombol tekan pul down


Gambar 2.16. Rangkaian Reset Eksternal

2.11. WCS 1800 WCS1800 merupakan sensor arus yang yang bekerja secara hall effect. Dimana hall effect sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall effect sensor akan menghasilkan sebuah tegangan dengan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Pendektesian perubahan kekuatan medan magnet melalui sebuah inductor yang berfungsi sebagai sensornya. Sensor hall effect terdiri dari lapisan silicon dan dua buah elektroda pada masing- masing silicon. Hal ini akan menhasilkan perbedaan tegangan pada keluarannya ketika lapisan silicon ini dialiri oleh arus listrik. Tanpa ada pengaruh dari medan magnet maka arus akan mengalir tepat ditengah- tengah silicon dan menghasilkan tegangan yang sama antara elektroda sebelah kiri dan sebelah kanan sehingga menghasilkan tegangan 0 volt. Ketika terdapat medan magnet mempengaruhi sensor ini maka arus yang mengalir akan berbelok mendekati/ menjauhi sisi yang dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika arus yang melalui lapisan silicon tersebut mendekati sisi silicon sebelah kiri maka terjadi ketidak seimbangan tegangan keluaran antara kanan dan kiri hal ini akan menghasilkan beda tegangan di keluarannya. Semakin besar kekuatan medan magnet maka akan semakin besar pula pembelokan arus didalam lapisan silicon tersebut dan juga itu akan mempengaruhi beda tegangan pada keluarannya. Gambar 2.17 menunjuk ilustrasi kerja hall effect sensor

Gambar 2.17. Ilustrasi Hall Effect Sensor


Gambar 2.18.Konfigurasi sensor arus Hall effect Dalam penelitian ini menggunakan modul WCS1800 yang terdiri hall sensor, diferential amplifier, temperature compensation, dan juga ada transistor. Dalam modul ini terdapat dua keluaran yaitu keluaran analog dan juga keluaran digital. untuk tegangan masukan (supply) yaitu 3,3 voltdc. Untuk diameter lubang sensornya adalah 9mm, sensivitas sensor arus nya adalah 60mV/A. Untuk karakteristik WCS1800 ditunjukan pada Gambar 2.19.

Gambar 2.19. Perbandingan antara Tegangan keluaran dengan Arus masukan WCS1800[2].

2.12. Rancang Bangun Anemometer 3 mangkuk 2.12.1. Angin Angin adalah gerak nisbi terhadap permukaan bumi. Gerak atmosfer terhadap permukaan bumi ini memiliki dua buah arah yaitu arah horizontal dan arah vertical. Kedua gerak atmosfer ini disebabkan oleh ketidakseimbangan radiasi bersih, kelembaban dan momentum

diantara

lintang

rendah

dan

lintang

tinggi

disuatu

pihak

lain

(Prawirowardoyo,1996). Adapun faktor- faktor yang mempengaruhi gerak atmosfer itu sendiri yaitu topografi, distribusi antara permukaan daratan dan lautan serta arus laut. Gerakan atmosfer yang umum adalah gerak horisoltal, karena daerah yang diliputi jauh lebih luas dan kecepatan horisontalnya jauh lebih besar daripada vertikalnya. Akan


tetapi yang merupakan sumber pembentukan awan konvektif dan curahan yang berperan penting dalam menentukan cuaca dan iklim adalah gerak vertikal. Perubahan cuaca dipermukaan bumi pada dasarnya adalah hasil dari gerak atmosfer atau gerak udara, yaitu gerak yang dihasilkan oleh berbagai gaya yang bekerja pada paket udara. Adapun gaya utama penggerak angin adalah gaya gradient tekanan yag disebabkan perbedaan suhu. Sedangkan gaya- gaya sekunder yang mempengaruhi angin adalah gaya Corolis (gaya yang timbul karena adanya rotasi bumi), gaya setrifugal dan gaya gesekan.

2.12.2. Mangkuk Anemometer Mangkuk anemometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju angin dimana sensor laju angin terdiri dari tiga mangkuk yang dihubungkan oleh lengan. Seluruh mangkuk menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor akan berputar pada arah yang tetap. Alat ini memberikan tanggapan atas gaya dinamik yang berasal dari angin yang bekerja pada alat tersebut. Gaya dinamik angin pada permukaan mangkuk cekung lebih besar daripada mangkk yang cembung. 2.12.2. Momen Inersia Benda yang bermula- mula diam akan mempertahankan keadaan diamnya (malas bergerak) dan benda yang bermula- mula bergerak akan mempertahankan keadaan geraknya atau malas berhenti (Kanginan, 2004). Sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaan geraknya (diam atau bergerak) inilah yang disebut sebagai kelembaman atau inersia. Sehingga dapat didefinisikan bahwa momen inersia adalah ukuran resistensi atau kelembaman sebuah benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Momen inersia ini tergantung pada distribusi massa benda relative terhadap sumbu rotasi benda dapat dilihat pada Gambar 2.20. Momen inersia dari sebuah partikel bermassa m terhadap poros yang terletak sejauh r dari massa partikel didefinisikan sebagai hasil kali massa partikel terhadap kuadrat jarak dari titik poros, atau bisa ditulis 𝐼 = 𝑚 ∗ 𝑟 2

Gambar 2.20. Momen Inersia sebuah titik partikel terhadap poros


Momen inersia untuk benda yang berbentuk batang dengan sumbu putar tegak lurus dengan batang yang melalui salah satu ujungnya didapat dengan rumus sebagai berikut massa total dari batang (M) didisribusikan secara uniform sepanjnag L, sehingga kerapatan massa linier adalah p = M/L, jadi dm = p *dx = (M/L) * dx, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.21.

Gambar 2.21. Batang Uniform dengan sumbu putar melalui salah satu ujung Sehingga momen inersia terhadap sumbu yang tegak lurus batang yaitu : 𝐿

𝐼 = ∫ 𝑥 2 𝑑𝑚 0 𝐿

= ∫ 𝑥2 ∗ 0

𝑀 𝑑𝑥 𝐿

𝐿

𝑀 = ∫ 𝑥 2 𝑑𝑥 𝐿 0

𝑀 1 3 𝑥 ] 𝐿 3 1 = 𝑀𝐿2 3

= [

Untuk momen inersia dari belahan mangkuk yaitu sebagai berikut : massa setengah bola berongga, 𝑑𝑚 = 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑟 2 ∗ 𝑑𝑟 (𝑤/𝑔). Yang dimaksud massa disini adalah massa suatu mangkuk yang tipis. Keterangan r adalah jarijari mangkuk dan dr merupakan tebal dari mangkuk, sedangkan w/g adalah massa material per volume. Ilustrasi dapat dilihat pada Gambar 2.22dibawah ini.

Gambar 2.22. Setengah bola dengan sumbu putar melalui salah satu ujung.


Maka perhitungan momen inersia dari setengah bola tersebut adalah : 2𝑎

2 𝑤 𝐼 = ∫ 𝑟 2 (2𝜋𝑟 2 𝑑𝑟 ( )) 3 𝑔 0

2𝑎

4 𝑤 = 𝜋 ∫ 𝑟 4 𝑑𝑟 3 𝑔 0

=

4 𝑤 1 5 𝜋 [ 𝑟 ] 3 𝑔 5

=

4 𝑤 𝜋 32𝑎5 15 𝑔

2 21 2 = ( 𝜋𝑎3 𝑤) ( 𝑎 32) 5 3𝑔 Dimana 𝑊 =

2 5

𝜋𝑎3 𝑤, maka : 𝐼 =

64 3

𝑚𝑎2

Lalu untuk momen inersia untuk benda berbentuk poros bermagnet yang melewati pusatnya yaitu dengan mengambil elemen massa dm (Gambar 2.23). dimana setiap elemen massa adalah sebuah cincin berjari- jari r yang tebalnya dr.

Gambar 2.23. Poros bermagnet dengan sumbu putar melalui pusatnya. Momen inersia untuk setiap elemen adalah 𝑟 2 𝑑𝑚 dan luas tiap elemen adalah dA = 2 𝜋 𝑟 𝑑𝑟, maka massa setiap elemen adalah [11] : 𝑑𝑚 = =

𝑀 𝑑𝐴 𝐴

𝑀 2𝜋𝑟 𝑑𝑟 𝐴

Dengan 𝐴 = 𝜋𝑅 2 adalah luas lingkaran, jadi didapatkan : 𝐼 = ∫ 𝑟 2 𝑑𝑚

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27 𝑅

= ∫ 𝑟2 0

𝑀 2𝜋𝑟 𝑑𝑟 𝐴 𝑅

2𝜋𝑀 = ∫ 𝑟 3 𝑑𝑟 𝜋𝑅 2 0

2𝑀 𝑅 4 𝑅2 4 1 = 𝑀𝑅 2 2 =

sehingga rumus momen inersia untuk benda berbentuk mangkuk anemometer yaitu : 1 64 1 𝐼 = 3 ( 𝑀𝐿2 + 𝑚𝑎2 ) + 𝑀𝑅 2 3 3 2 Untuk konstruksi balingbaling mangkuk ditampilkan pada gambar 2.24. beserta pehitungannya [11].

Gambar 2.24. Sketsa mangkuk anemometer ideal Dari Gambar 2.25.(a) dapat diperoleh persamaan di bawah ini : Cos 60°

=

𝑏 𝑑

(2.12)


(a)

(b)

Gambar 2.25.(a). Tinjau segitiga x, (b). Tinjau segitiga y

Dari Gambar 2.25.(b) dapat diperoleh persamaan di bawah ini : Cos 30°

=

𝑒

(2.13)

𝑓

2.13. Proses Pensamplingan Data Pada sistem datalogger ini menggunakan Timer 1 yang ada didalam mikrokontroler. Rumus yang akan digunkan untuk proses pensampingan ditunjukan pada persamaan dibawah ini : 𝑻𝑪𝑵𝑻𝟏 = 𝟐𝟏𝟔 − (

𝒘𝒂𝒌𝒕𝒖 𝒕𝒖𝒏𝒅𝒂 𝟏 𝒇𝒓𝒆𝒌𝒖𝒆𝒏𝒔𝒊 𝒐𝒔𝒄∗𝒑𝒓𝒆𝒔𝒄𝒂𝒍𝒆

)

(2.14)

2.14. MAPE (Mean Absolute Percentage Error) MAPE merupakan salah satu model perhitungan untuk mengetahui seberapa besar error yang terjadi pada hasil yang diperoleh. MAPE memiliki persamaan sebagai berikut[12] :

MAPE =|

𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟−𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟

∗ 100%|

(2.15)

2.15. Sensitivity error Sensitivity error merupakan perbandingan error antara nilai keluaran terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur. Rumus untuk sensitivity error sebagai berikut : Sensitivity error = m(yang seharusnya) – m(yang didapat)*100%

(2.16)

Keterangan : m = gradien dari persamaan liniernya. Semakin besar sensitivity error maka itu menandakan semakin besar pula eror yang terjadi pada alat tersebut.


BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Konsep Dasar Sistem data logger kincir angin propeler berbahan kayu digunakan untuk menyimpan data, dimana data tersebut berisi 5 masukan yaitu data tegangan, data arus, data kompas, data kecepatan angin, dan data kecepatan kincir angin. Kelima data tersebut akan tersimpan didalam SD Card dan juga setiap detiknya akan menyimpan data tersebut dengan bantuan Real Time Clock. Jadi keluaran dari generator kincir angin akan disearahkan oleh rangkaian jembatan diode. Setelah itu akan masuk kedalam pembagi tegangan yang telah dirancang sesuai masukan nya yaitu tegangan DC, setalah itu baru akan masuk ke dalam Arduino Uno. untuk keluaran sensor arus akan diolah terlebih dahulu dengan pengondisi sinyal, dikarenakan berdasarkan datasheet WCS1800 memiliki kelineritasan arus dari -20 Ampere sampai dengan +20 Ampere. Lalu setelah dari pengondisi sinyal akan masuk ke dalam Arduino Uno. Untuk sensor kompas mengkalibrasi dengan sudut deklinasi lokasi dimana kita melakukan percobaan. Selanjutnya untuk mengukur kecepatan kincir angin dan kecepatan angin dengan menggunakan Phototransistor. Setelah mendapatkan kelima data maka akan disimpan ke dalam SD Card yang diberi pewaktuan tiap detiknya. Mengacu pada Gambar 1.2.

3.2. Perancangan Perangkat Keras 3.2.1. Sensor Tegangan Perancangan sensor tegangan mengacu pada rangkaian dasar pembagi tegangan pada Gambar 2.3. Rangkaian Pembagi. Untuk mengetahui nilai komponen yang akan dipakai,maka menggunakan persamaan 2.3. Dengan Vin mulai dari 0 volt sampai dengan 60 volt dan Vout mulai dari 0 volt sampai dengan 3,3 volt, dapat kita hitung besaran pembagi tegangan yang akan kita gunakan. Dengan menentukan 𝑅1 sebesar 47KΩ, 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛 ∗ (

29

𝑅2 ) 𝑅1 + 𝑅2


3.3𝑉𝑑𝑐 = (

𝑅2 ) 60𝑉𝑑𝑐 𝑅1 + 𝑅2

3.3(𝑅2 + 47KΩ) = R2 * 60Vdc 𝑅2 =

155100 60−3.3

𝑅2 = 2735.5Ω

Gambar 3.1. Rangkaian Pembagi tegangan dan nilai komponen Gambar 3.1 menunjukan rangkaian pembagi tegangan yang diperuntukan tegangan maksimal adalah 60 volt. Vin adalah tegangan masukan yang dihasilkan generator yang sudah disearahkan oleh jembatan dioda. Vout adalah tegangan keluaran dari pembagi tegangan

3.2.2. Sensor Arus Dalam sensor arus ini menggunakan modul sensor arus yang telah terintegrasi yaitu WCS1800, dimana berdasarkan datasheet modul sensor ini mampu mendeteksi arus dari 50 Ampere sampai dengan +50 Ampere. Dalam modul ini sudah tersedia keluaran analog yang nantinya akan digunakan sebagai masukan ke dalam Arduino Uno. Ketika sensor mendeteksi nilai 0 Ampere maka keluaran Analog Output adalah 2.5Vdc, maka dari itu dibuat pengondisi sinyal supaya 2.5Vdc menjadi 0V dan nilai maksimum dari keluaran.


pengondisi sinyal adalah 3.3Vdc ketika arus mencapai 25 Ampere. Ilustrasi persamaan dapat dilihat pada Gambar 3.2

Gambar 3.2. Grafik persamaan sensor WCS1800 Dimana sumbu y merupakan tegangan yang akan masuk kedalam Arduino Uno dan sumbu x merupakan tegangan keluaran dari sensor WCS1800. Besaran nilai 2 Volt pada sumbu x merupakan nilai tegangan keluaran ketika arus 0 Ampere adalah 2,5 Volt tetapi diminimalkan menjadi 2 Volt. Lalu untuk besar 5 Volt merupakan tegangan maksimal yang keluar dari WCS1800 dengan rumus : sensivitas sensor * rentang arus + 2,5 Volt = 60mV/A * 30 Ampere + 2,5 Volt. Nilai sebenarnya adalah 4,3 Volt tetapi dimaksimalkan menjadi 5 Volt. Dengan begitu diharapkan sensor memiliki karakterisktik ketika tegangan keluaran sensor 2 Volt maka pengondisi sinyal akan mengeluarkan tegangan 0 Volt dan ketika tegangan keluaran sensor sebesar 5 Volt maka keluaran dari pengondisi sinyal adalah 3,3 Volt. Dimana

𝑚=

∆𝑂𝑢𝑡 ∆𝑖𝑛

=

3.3−0 5−2

= 1.1

y = m*x + c 3.3 = 1.1 *5 + c c = - 2.2 Dengan persamaan 2.2, maka:

Vout

= m* (Vin +c) = 1.1 * (Vin – Voffset ) = 1.1 * Vin – 2.2 = 1.1* (Vin - 2)


Dari hasil persamaan diatas dapat dilihat besar Voffset = 2V, dan penguatan sebesar 1.1 dengan begitu kita bisa menghitung besar R2 dan R4, dengan menentukan besar nilai salah satu yaitu R2= 1KΩ, maka besar R4 adalah : 1.1 =

𝑅4 𝑅2

R4 = R2 * 1.1 R4 = 1KΩ * 1.1 R4 = 1.1KΩ Dimana berdasarkan rangkaian voltage subtraction R1= R2 dan R3=R4. Lalu untuk Voffset=2V dapat kita hitung dengan rangkaian pembagi tegangan dengan persamaan 2.3 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛 ∗ ( 𝑅

𝑅6

5 +𝑅6

2𝑉 = (

𝑅6 =

)

𝑅6 ) ∗ 5𝑉 𝑅5 + 𝑅6

2𝐾Ω = 666.66Ω 3

Setelah pembagi tegangan akan ada Buffer sebagai penyangga supaya nilai pada pembagi tegangan tidak mempengaruhi nilai yang ada di voltage subtractionnya.

Gambar 3.3. Rangkaian pengondisi sinyal


Rangkaian keseluruhan pengondisi sinyal tditunjukan pada Gambar 3.3. untuk besaran arus ini menggunakan penguat operasional LM358. Penguat ini menggunakan catu daya tunggal sebesar 5V dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar 5mV sampai 3.5V.

3.2.3. Sensor Kompas Sensor kompas yang digunakan adalah HMC5883L yang telah menjadi modul sensor kompas yaitu DT- Sense 3 Axis Compass. Dalam mengkalibrasi alat ini penulis hanya mengkalibrasi melalui program untuk sudut deklinasi dimana penulis melakukan percobaan ini. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis Compass ditunjukan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis Compass Dalam modul kompas ini yang digunakan untuk diolah di dalam Arduino Uno Rev3 adalah SCL (Serial Clock), SDA (Serial Data), tegangan masukan dan juga Ground. Dari keempat keluaran dari modul kompas akan diolah kedalam Arduino Uno Rev3. Wujud riil dari sensor kompas ditunjukan pada gambar 3.5 dan Gambar 3.6 terlihat tampak atas dan tampak bawah

Gambar 3.5. tampak atas DT- Sense 3 Axis Compass


Gambar 3.6. tampak bawah DT- Sense 3 Axis Compass Untuk konfigurasi pin sensor DT- Sense 3 Axis Compass ditunjukan pada Tabel 3.1 dibawah ini. Tabel 3.1. Konfigurasi Pin DT- Sense 3 Axis Compass Pin

Nama

Fungsi

1

DRDY

Output

Data ready interrupt

2

NC

-

Tidak terhubung

3

NC

-

Tidak terhubung

4

NC

-

Tidak terhubung

5

SDA

Input/ Output

I2C serial data

6

SCL

Input

I2C serial clock

7

Ground

-

Titik referensi ground

8

V33

Input

Tegangan 3,3 VDC

3.2.4. Sensor Kecepatan Kincir Angin Sensor kecepatan kincir angin menggunakan optocoupler, dimana antara LED dan phototransistor diletakan berdekatan. Dimana LED akan memancarkan cahaya lalu akan ditangkap oleh phototransistor. Dalam penelitian ini menggunakan modul yang telah terintegrasi dengan Arduino Uno yaitu line tracking sensor. Dimana sensor optocoupler ini akan membedakan warna putih diantara warna hitam. Untuk mengetahui berapa rpm (rotasi per menit) maka harus mengetahui pula besaran diameter dari poros dan juga berapa jumlah pencacah untuk mengetahui besar rpm yang dihasilkan. Untuk skematik line tracking sensorditunjukan pada Gambar 3.7 seperti diwah ini.


Gambar 3.7. Skematik rangkaian line tracking sensor Keluaran dari sensor adalah tegangan TTL dimana berlogika “1” atau logika “0”. Dari skematik diatas menggunakan phototransistor Common Emiter jadi ketika ada cahaya maka akan berlogika dari 1 (high) menuju 0 (low). Untuk memprosesnya maka harus menggunakan operasi penjumlahan dimana selama waktu 10 detik ada berapa kali hitam lalu dikalikan oleh pewaktu yang telah dibagi dengan jumlah pencacahnya. Dalam penelitian ini karena dalam satuan detik dan juga jumlah rotari adalah 10, maka dengan persamaan 2.8 didapatkan besar rpm yang dihasilkan yaitu : Rpm = jml putaran * (60/10)

3.2.5. Sensor Kecepatan Angin Sensor kecepatan angin menggunakan gabungan dari optocoupler dan juga balingbaling setengah mangkok untuk bisa menangkap angin. Sensor kecepatan angin menggunakan modul DI- Rev1. Dimana modul ini juga menggunakan optocoupler sebagai sensor nya seperti halnya sensor kecepatan kincir angin, keluaran dari sensor kecepatan angin juga berupa TTL yaitu berlogika “0” atau berlogika “1” didalam modul ada pengondisi sinyal menggunakan ICLM311. Gambar 3.8.(a) menunjukan ilistrasi balingbaling yang dibuat. Skematik sensor ditunjukan pada Gambar 3.8.(b). Ketika anemometer tertiup oleh angin, maka balingbaling/ mangkok yang terdapat pada anemometer. Semakin besar angin maka akan semakin cepat pula putaran yang


(a)

(b)

Gambar 3.8. (a) Anemometer mangkok (b) Skematik sensor Kecepatan Angin dihasilkan oleh mangkok. Dari jumlah putaran dalam satuan detik maka dapat diketahui kecepatan anginnya.didalam anemometer akan ada optocoupler sebagai alat pencacahnya yang akan menghitung kecepatan angin. Untuk proses pengolahan data keluaran maka menggunakan tegangan TTL, dimana hanya ada logika “1” atau logika “0”. didalam anemometer akan ada pencacah yaitu sebanyak 10 pencacah. Untuk mengetahui besar kecepatan angin yang dihasilkan dengan menghitung melalui persamaan 2.7. untuk konstruksi baling baling mangkuk mengacu pada Gambar 2.31. Perhitungan panjang jarijari yang ideal : Diketahui : Panjang a

:2

cm

Panjang b

: 0,25 cm

Dengan persamaan 2.12, maka dapat dihitung, Cos 60°

𝑑=

0,25 𝑐𝑚 0,5 𝑐𝑚

Panjang e

= 0,5 cm = 1,75 cm – 0,5 cm = 1,25 cm

𝑡𝑔 60° =

𝑐 0,25 𝑐𝑚

=

0,25 𝑐𝑚 𝑑


c = 0,43 cm dengan persamaan 2.32 maka dapat dihitung, 𝑐𝑜𝑠30°

=

1,25 𝑐𝑚 𝑓

f = 1,44 cm panjang r

= panjang c + panjang f = 0,43 cm + 1,44 cm = 1,9 cm (pembulatan )

Jadi panjang jarijari anemometer yang ideal adalah 4 cm + 1,9 cm = 5,9 cm Mangkuk anemometer dengan panjang jarijari 5,9cm memiliki momen inersia yang rendah. Dengan momen inersia yang rendah maka anemometer mangkuk ini akan mampu berputar dan menghasilkan jumlah putaran yang paling banyak, lalu dengan panjang jarijari yang terlalu pendek diduga anemometer ini kurang sensitive terhadap kecepatan angin lemah karena beratnya yang ringan sehingga dapat dikalahkan oleh gaya gesek.

3.2.6. Arduino Uno Arduino uno merupakan papan mikrokontroler yang didalamnya sudah tersedia IC ATmega328. Dimana pemakaian port pada Arduino uno ini banyak digunakan untuk masukan dan juga keluaran baik itu untuk sensor maupun LCD.

Gambar.3.9. Tampak Atas Arduino Uno Untuk tampak atas dari Arduino Uno Rev3 ditunjukan pada Gambar 3.9. dalam penelitian semua port masukan dan keluaran ditunjukan pada Tabel 3.2.


Tabel 3.2. Pembagian port pada Arduino Uno Rev3 No.

Nama masukan/keluaran

Kaki yang digunakan

Keterangan

1

Sensor Tegangan

Analog 0 (A0)

Sebagai masukan

2

Sensor Arus

Analog 1 (A1)

Sebagai masukan

3

Sensor Kompas

Serial Clock (SCL)

Sebagai masukan

Serial Data (SDA)

Sebagai masukan

4

Sensor kec.Poros

Pin 2 (2)

Sebagai masukan

5

Sensor kec.Angin

Pin 3 (3)

Sebagai masukan

6

Real Time Clock (RTC)

Analog 4 (A4)

Sebagai Serial Data

Analog 5 (A5)

Sebagai Serial Clock

Pin 10 (10)

Sebagai Chip select

Pin 4 (4)

Sebagai keluaran

Pin 5 (5)

Sebagai keluaran

Pin 6 (6)

Sebagai keluaran

Pin 7 (7)

Sebagai keluaran

Pin 8 (8)

Sebagai keluaran

Pin 9 (9)

Sebagai keluaran

Pin 10 (10)

Sebagai Chip select

Pin 11 (11)

Sebagai MOSI

Pin 12 (12)

Sebagai MISO

Pin 13 (13)

Sebagai clock

Reset

Sebagai tombol reset

Analog 2

Sebagai tombol stop

Analog 3

Sebagai tombol mulai

7

8

9

LCD

SD Card

Tombol

Dengan pembagian port seperti diatas diharapkan tidak akan terjadi tabrakan didalam port

itu sendiri, dikarenakan setiap port memiliki fungsi masing – masing untuk

menjalankan program yang ada.


3.2.7. Tombol Tombol yang digunakan adalah jenis tombol tekan NO (Normally Open) dan berhambatan pull up ,jadi ketika tombol ditekan maka akan berlogika nol (low), apabila dilepas akan berlogika satu (high). Rangkaian reset eksternal, berfungsi untuk reset mikrokontroler IC ATmega328 papan Arduino Uno Rev 3. Rangkaian reset yang dibentuk berdasarkan schematic rangkaian papan Arduino Uno Rev3. Rangkaian reset terdiri dari komponen resistor sebesar 10 KΩ, dioda tipe 1N4048, kapasitor sebesar 100nF dan pin header untuk tombol tekan. Pin reset mikrokontroler adalah aktif rendah, sehingga transisi dari tinggi ke rendah saat tombol reset ditekan akan menyebabkan reset mikrokontroler. Berdasarkan datasheet ATmega328 Lebar pulsa minimum yang diperlukan untuk melakukan reset adalah 2,5us. Resistor pull-up akan menjaga agar pin reset tidak berlogika rendah secara tidak sengaja. Untuk melindungi pin reset dari derau, dapat menambahkan kapasitor yang terhubung dengan pin reset dan ground. Untuk mengetahui besar kapasitor dengan persamaan 2.10. Rangkaian reset ekternal ditunjukan pada Gambar 3.10. dan rangkaian tombol tekan start dan stop ditunjukan pada Gambar 3.11. (a) dan (b). 2,5uS = c=

1 2∗ 𝜋 ∗10∗103 ∗𝑐 1

2,5∗10−6 ∗2∗ 𝜋 ∗10∗103

= 6uF

Gambar 3.10. Rangkaian Reset Ekternal Untuk rangkaian Start dan rangkain Stop menggunakan hambatan pull up. Dimana berdasarkan rekomendasi datasheet ATmega328 maka menggunakan resistor sebesar 22kΩ.


(a)

(b)

Gambar 3.11. (a) Rangkaian Start , (b) Rangkaian Stop

3.2.8. Format Paket Data Penyimpanan data pengukuran dari kelima sensor ditetapkan dengan menyimpankan sejumlah karakter dalam paket data yang disimpan sebanyak 56 karakter dalam setiap 10 detiknya. dan setiap data berjumlah 56 karakter. Format paket data yang digunakan adalah berektensi .text dimana suatu format data dalam basis data dimana setiap penyimpanan dipisahkan dengan koma (,) atau titik koma (;) dan format ini dapat dibuka didalam MS.Word ataupun Notepad/wordpad. Karakter yang disimpan diawali dengan karakter “*”, dan diakhiri dengan karakter “#” dan setiap karakter dipisahkan dengan karakter “,”, data pengukuran yang dikirimkan adalah tanggal, jam, tegangan, arus, kecepatan poros, kecepatan angin, dan arah angin. Berikut format data di dalam paket data: *,zzzz,dd-mm-yyyy,HH:MM:SS,aaaaa,bbbbb,ccccc,dddd,eeeee# Dari format data tersebut dapat dijelaskan pada Tabel 3.3 Tabel 3.3. Format Paket Data Jumlah rekam Jumlah Karakter

4

Tanggal

Jam

10

8

Tegangan

Arus

Arah angin

K. Angin

K.poros

(V)

(A)

(Deg)

(m/s)

(rpm)

5

5

6

5

3


3.3. LCD ( Liquid Cell Display) LCD yang digunakan pada perancangan ini adalah LCD character 16x2 yang berfungsi untuk menampilkan data setiap sensor. Berdasarkan datasheet tegangan kontras (pin VO) maksimum LCD adalah 5 volt, sehingga digunakan sebuah dioda untuk membatasi tegangan pada pin ini. Rangkaian LCD character 16x2 ditunjukan pada gambar 3.12.

Gambar 3.12. Rangkaian LCD character 16x2

3.4. Skema Pemasangan Gambar 3.13 menunjukan skematika alur pemasangan data logger dengan power supply dan juga beban yang terpasang. Fuse digunakan untuk memberikan pengamanan bila tegangan generator melebihi dengan kapsitas yang ada di dalam data logger. Bila tegangan dari generator melebihi kapasitas maka fuse akan putus dan tegangan tidak akan masuk kedalam data logger. Besaran Fuse yang dipakai harus dibawah arus data logger. Dioda digunakan untuk mengamankan arus balik dari beban. Untuk tegangan supply data logger adalah aki sebesar 12 volt.

3.5. Diagram Alir Utama Data Logger Pada Gambar 3.14 menunjukan diagram alir keseluruhan proses dari data logger.

3.5.1. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Tegangan dan Arus Gambar 3.15. menunjukan diagram alir untuk proses pengolahan data tegangan dan arus. Untuk melakukan pengukuran tegangan harus mengkalibrasi antara sensor tegangan


dengan voltmeter. Besar nilai 0,005 merupakan contoh pembagi untuk mendekati dengan nilai yang terdapat pada voltmeter. Lalu untuk besar nilai 488,76 adalah contoh nilai pengurang dikarenakan nilai maksimum adalah 1024.

3.5.2. Diagram Alir Subrutin Pengolahan data Kecepatan Kincir dan Kecepatan Angin Dalam diagram alir pengolahan data kecepatan kincir dan kecepatan angin tidak ada jumlah sampling dikarenakan untuk melakukan proses tersebut membutuhkan waktu proses. Perioda diisi dengan besaran waktu yang dibutuhkan untuk tampilan ke dalam LCD.dimana perioda minimal adalah satu menit. Untuk masukan dari kecepatan kincir dengan masukan dari kecepatan angin berbeda. Dimana masukan untuk kecepatan poros kincir menggunakan perubahan pulsa interupsi ketika naik saja, tetapi untuk masukan kecepatan angin menggunakan setiap perubahan dari pulsa interupsi (ketika pulsa naik dan ketika pulsa turun). Diagram ditunjukan pada Gambar 3.16

3.5.3. Diagram Alir Subrutin Kompas Untuk kompas harus memasukan besar sudut deklinasi area yang akan dipasangi kompas. Memasukan sudut harus masuk terlebiih dahulu dalam programnya. Data sampling yang digunakan adalah 100 data. Gambar 3.17 menunjukan diagram alir dari proses pengolahan data kompas

3.5.4. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan data Proses penyimpanan menunggu sebanyak 5 data yang berasal dari tegangan, arus, kompas,kecepatan angin, kecepatan poros kincir komplit, jika tidak komplit dalam satu paket maka dikatakan data rusak dan tidak akan menyimpan dalam SDCard. Gambar 3.19 menunjukan diagram alir proses penyimpanan data.


3.6 Desain Boks Data Logger Pada perancangan boks untuk tempat data logger, bahan yang digunakan adalah plastik yang cukup tebal. Boks ini diharapkan tertutup rapat dikarenakan untuk mencegah debu atau kotoran masuk ke dalam boks. Boks yang didesain adalah 18cm x 6,5cm x 11,5cm. Desain boks data logger ditunjukan pada gambar 3.19.a,b,c.

POROS 5V

5V

ANGIN

GND

3.3V

5V

DATA

GND

PORO S

GND

ANGI N

KOMPAS 3.3V

DATA

SDA

SCL

TX

SDA

RX

DATA LOGGER G+

L+

G-/L-

GND

RX

XBEE - Power Supply

+

TX

Aki +

Aki -

F U S E

SCL

AKI 12V (power suplly)

TERMINAL BLOCK te xt

OUT GEN +

te xt

OUT GEN -

GENERATOR DC

te xt

te xt

BEBAN +

BEBAN –

BEBAN

Gambar 3.13. Skematik Pemasangan Data logger beserta peralatan pendukungnya


Mulai

Inisialisasi waktu sampling 10detik Inisialisasi port masukan Inisialisasi nilai awal v=0;i=0;poros=0;angin=0 Pewaktuan : jam,menit,detik,hari, bulan, tahun tidak

Start ditekan? ya Pengolahan data tegangan dan arus

Pengolahan data kec.poros dan kec.angin

Pengolahan data kompas

Penyimpanan data

tidak

Stop ditekan ya selesai

Gambar 3.14. Diagram Alir utama dari data logger


Mulai

Baca tegangan

Baca arus

Hitung rata-rata tegangan dan arus ke a

a+1

tidak

a=100?

ya Tampilkan LCD dan simpan data

Selesai

Gambar 3.15. Diagram Alir subrutin pengolahan data Tegangan dan Arus

Gambar 3.16. Diagram Alir Pengolahan data Kecepatan Kincir dan Kecepatan Angin

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46 Mulai

Inisialisasi sudut deklinasi dan sudut heading

Baca sudut deklinasi

Rata-rata kompas ke b

b+1

ya

tidak b=100?

ya Tampil LCD dan simpan data

Selesai

Gambar 3.17. Diagram Alir Subrutin Pengolahan data Kompas

a.

b.

c. Gambar 3.18. a. boks tampak atas b. boks tampak belakang c.boks tampak samping


Mulai

Baca jam, menit, detik,hari, bulan, tahun

Baca rata- rata tegangan

Baca rata – rata arus

Baca rata – rata kecepatan kincir

Baca rata – rata kecepatan angin

Baca rata – rata kompas

Simpan data dengan format *dd-mmyyyy,hh:mm:ss,aaaa,bbbb,cccc,dddd,eeee#

selesai

Gambar 3.19. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan data


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini akan membahas tentang implemetasi dari perancangan pada bab 3, pembahasan perbagian hardware, hasil pengujian rangkaian, hasi pengambilan data, pembahasan mengenai data yang diperoleh, pembahasan tentang program yang digunakan di Arduino uno,dan analisis dari hasil pengujian sistem yang telah dilakukan. Pengujian sistem dilakukan untuk mengetahui kinerja dari kesuluruhan sistem yang telah dirancang. Berdasarkan data-data yang diperoleh maka dapat dilakukan analisis terhadap proses kinerja alat yang kemudian dapat digunakan untuk menarik kesimpulan akhir.

4.1. Bentuk Fisik Data logger dan Hardware Elektronik 4.1.1. Bentuk Fisik Data logger Bentuk fisik dari Data logger secara keseluruhan ditunjukan pada Gambar 4.1 sampai dengan Gambar 4.2. bentuk fisik Data logger ini terdiri dari 1 box yang bertujuan untuk melindungi dan merapikan rangkaian eleketronik yang terdapat didalamnya. selain itu juga ada bentuk fisik sebagai pendukung sensor yang akan digunakan seperti sensor kecepatan angin (Anemometer) yang akan ditunjukan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.1. Kotak Sistem tampak atas

Gambar 4.2. Kotak sistem tampak samping

48


Gambar 4.3. sensor kecepatan angin(anemometer) Subrangkaian elektronik Rangkaian seperti rangkaian regulator tegangan, rangkaian pengondisi sinyal untuk sensor arus, rangkaian pembagi tegangan, rangkaian reset eksternal, rangkaian LCD karakter dan port untuk masukan aruino uno secara keseluruhan dalam satu pcb ditunjukan pada Gambar 4.4

4.1.1.1. Rangkaian Catu Daya DC Rangkian catu daya ditunjukan pada Gambar4.4.(b). Pengujian rangkian catu daya DC dilakukan dengan memberikan sumber tegangan dari accumulator 12volt / 7,2 Ah dengan tegangan keluaran accumulator terukur 12,26 volt. Tegangan tersebut dikurangi dengan teganagn dioda 1N4004 yang aktif sebesar 0,7 volt, tegangan keluaran rangkaian akan digunakan untuk mensuplai papan Arduino Uno Rev3 yang membutuhkan tegangan masukan antara 7 – 12 volt untuk dapat bekerja. Selain itu tegangan accumulator tersebut akan di turunkan tegangannya menjadi 5 volt sebagai suplai tegangan pada rangkaian pengondisi sinyal, rangkaian LCD karakter, sensor kecepatan angin dan sensor kecepatan poros. Hal ini menunjukan rangkaian catu daya DC dapat bekerja dengan baik.

4.1.1.2. Rangkaian Pembagi Tegangan Rangkaian pembagi tegangan ditunjukan pada Gambar 4.4.(c). Pengujian rangkaian pembagi tegangan dilakukan dengan memberikan tegangan masukan yang berasal dari generator AC yang telah disearahkan dengan dioda bridge. Tegangan maksimal yang dirancang adalah 60 volt dari tegangan generator AC dengan tegangan maksimal keluaran


yang dihasilkan dari rangkaian pembagi tegangan adalah 3,21 volt. Hal ini menunjukan rangkaian pembagi tegangan dapat bekerja dengan baik.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Gambar 4.4.(a). Rangkaian Sistem Data logger, (b). Rangkaian Catu Daya DC, (c). Rangkaian Pembagi Tegangan, (d). Rangkaian Pengondisi sinyal.(e). Rangkaian Reset Ekternal (f). Rangkaian LCD karakter

4.1.1.3. Rangkaian Pengondisi Sinyal Rangakaian pengondisi sinyal ditunjukan pada Gambar 4.4.(d). pengujian rangkaian ini yaitu dengan mensuplai tegangan ke IC LM35 dengan tegangan regulator sebesar 5 volt. Yang sebelumnya pada IC LM35 juga diberi tegangan referensi sebesar 2 volt, lalu hasil pengukuran tegangan keluaran pada IC LM35 yaitu sebesar 0,78 volt, dimana diperancangan


tegangan keluaran pada IC LM35 adalah 100 milivolt, hal ini menunjukan bahwa rangkaian pengondisi siyal tidak bekerja dengan baik meskipun sudah diganti beberapa IC LM35 yang berbeda produkan.

4.1.1.4. Rangkaian Reset Eksternal dan LCD Karakter Rangkaian reset eksternal ditunjukan pada Gambar 4.4.(e). pengujian rangkaian ini dilakukan dengan terlebih dahulu mengaktifkan sistem data logger. Keluaran tegangan dari rangkaian reset eksternal adalah 4,7 volt (logika tinggi). Pada saat tombol reset ditekan keluaran tegangan menjadi 0,2 volt (logika rendah). Transisi dari logika tinggi ke rendah inilah yang menyebabkan mikrokontroler reset. Untuk rangkaian LCD karakter ditunjukan pada gambar 4.4.(f) dalam pengujiannya dilakukan pemrograma pada kaki Arduino Uno yang diperuntukan untuk LCD tersebut telah itu dipasang kan dan muncul karekter sesuai yang diinginkan. Hal ini menunjukan rangkaian reset dan rangkaian LCD karakter dapat bekerja dengan baik.

4.2. Pengujian Alat Pada pengujian alat akan diuji kebenaran setiap sensor, baik itu masing- masing sensor maupun secara bersamaan dengan alat yang memiliki fungsi yang sama yang telah dimiliki oleh laboratorium guna mengetahui galat yang terjadi, dimana diharapkan tingkat galat ≤5% dengan kata lain tingkat keberhasilan ≥95% dan sensitivity error ≤5%. Perbandingan semua sensor akan dibandingkan dengan data yang telah tersimpan pada SD Card. Pengujian alat ini dilakukan di Laboratorium Teknik Tenaga Listrik Teknik Elektro

4.2.1. Sensor Tegangan Pengujian sensor tegangan dilakukan dengan tegangan masukan yang berasal dari Generator AC yang digerakan oleh motor 3 fasa yang telah disearahkan oleh jembatan dioda sebagai ganti dari generator AC yang digerakan oleh angin. Pengkalibrasian dan hasil dari sensor tegangan akan dibandingkan dengan voltmeter merk yokogawa type 2051 class 1.0. yang ditunjukan pada Gambar 4.5. Perbandingan antara hasil sensor tegangan data logger dengan voltmeter ditunjukan pada Gambar 4.7 dan Tabel lampiran 1. Pada Gambar 4.7 terlihat bahwa grafik perbandingannya telah linier yang ditunjukan dengan R2=0,9998. Dimana R2 sering disebut dengan koefisien determinasi yang berfungsi untuk mengukur kebaikan suai (goodness of fit) dari persamaan liniernya. Dimana semakin


nilai R2 mendekati 1 maka semakin linier pula hasil yang diperoleh dan semakin mendekati dengan nilai yang diharapkan. Dari persamaan linier y = 0,9976x + 0,0165 Dimana m adalah gradien dari grafik yaitu m=0,9976,dengan persamaan 2.16. maka dapat dihitung sensitivity error nya adalah (1 – 0,9976)*100% = 0,24%. Dengan sensitivity error = 0,24%, berarti sangat kecil eror yang dihasilkan tegangan dari data loger terhadap voltmeter sebagai alat ukur pembandingnya. Dengan menggunakan persamaan 2.15, diambil contoh ketika tegangan pada voltmeter terukur 3,44 volt dan yang terukur dan pada data logger adalah 3,59 3,446−3,59

volt dengan mengunakan persamaan 2.15 MAPE =|

3,44

∗ 100%| = 4,36%. Pada

Tabel lampiran 1 terlihat bahwa Pengujian ini dilakukan dari tegangan 3,44 volt sampai dengan 60 volt dan setiap volt diambil 10 kali data, dengan contoh perhitungan MAPE diperoleh galat rata-rata sebesar 0,7% ,dapat dilihat tingkat keberhasilan sensor tegangan pada data logger ini sebesar 100% - 0,7% = 99,3%. Tegangan yang dihasilkan sensor tegangan dari data logger kadang masih fluktuatif itu dikarenakan kurang halusnya penyearah yang dihasilkan dari jembatan dioda jadi tegangan keluaran dari generator yang disearahkan masih ada ripple tegangannnya. Dengan tingkat keberhasilan 99,3% telah sesuai dengan yang diharapkan dimana standar yag digunakan tingkat keberhasilan ≥95%.

Gambar 4.5. Voltmeter

Gambar 4.6. Amperemeter

data logger(volt)

TEGANGAN (VOLT) 80

y = 0,9976x + 0,0165 R² = 0,9998

60 40

tegangan(volt)

20 0

0

10

20

30

40

voltmeter (volt)

50

60

70

Linear (tegangan(volt))

Gambar 4.7. Grafik perbandingan tegangan voltmeter dengan data logger


4.2.2. Sensor Arus Dengan menggunakan modul sensor arus hall effect WCS1800 tinggal menambahkan pengondisi sinyal. Pengujian sensor arus dilakukan dengan memasukan kabel yang telah dilewati tegangan yang berasal dari jembatan dioda melalui lubang dari modul sensor arus tersebut. Lalu kabel yang telah dilewati tegangan akan diserikan dengan beban lampu sebesar 12 volt/21 watt yang ditunjukan pada Gambar 4.10. Pengkalibrasian dan hasil sensor arus dari data logger akan dibandingkan dengan amperemeter merk Sanwa type CD771 yang ditunjukan pada Gambar 4.6. Hasil perbandingan antara sensor arus dari data logger dengan amperemeter ditunjukan pada Gambar 4.8 dan Tabel lampiran 2. Berdasarkan Gambar 4.8 terlihat grafik linier yang berarti arus data logger mendekati arus dari amperemeter dan ditunjukan juga dengan R2= 0,999 yang sangat mendekati nilai 1. Selain itu juga dapat diketahui besar sensitivity error nya dari persamaan y = 0,9714x 0,021. Dengan persamaan 2.16, maka sensitivity error = (1 – 0,9714)*100% = 2,86%, dengan sensitivity error yang kecil menandakan eror antara arus data logger dengan arus amperemeter juga kecil. Gambar 4.8 menunjukan pula bahwa mulai percobaan arus dimulai dari 0 ampere sampai dengan 11,98 ampere yang sebelumnya target arus yang dicapai sampai dengan 25 ampere. Dengan persamaan 2.15 maka dapat dihitung galat yang terjadi pada Gambar 4.9 tersebut. Diambil contoh pada Tabel lampiran 2 ketika arus yang terukur pada data logger sebesar 3,9 ampere sedangkan yeng terukur pada amperemeter sebesar 4,03 4,03−3,9

ampere. Maka MAPE =|

4,03

∗ 100%| = 3,22%. Seperti halnya dengan sensor tegangan

sensor arus juga diambil data 10 data setiap perubahan setiap amperenya. Dari perhitungan MAPE berdasarkan Tabel lampiran 2 dihitung rata-rata galatnya sebesar 3,71%. Dengan begitu dapat dihitung tingkat keberhasilan sensor arus data logger ini sebesar 100% - 3,71% = 96,78% . ini dikatakan sesuai dikarenakan tingkat keberhasilan ≥95%.

Gambar 4.8. Grafik perbandingan arus data logger dengan amperemeter


4.2.3. Sensor Kompas Dengan menggunakan modul sensor kompas DT- Sense 3 Axis Compass yang telah terkoneksi dengan Arduino Uno, maka tidak terlalu banyak kendala yang dihadapi. Pengujian sensor kompas dari data logger dengan cara mengarahkan titik nol yaitu sudut dari sensor kompas kearah 0º. Pengkalibrasian dan hasil sensor kompas akan dibandingkan dengan aplikasi kompas yang ada didalam smartphone. Hasil perbandingan sensor kompas dari data logger dengan sensor pada aplikasi smartpone ditunjukan Pada gambar 4.9 dan Table lampiran 5. Pada Gambar 4.9 terlihat bahwa grafik linier dengan ditunjukan pula R2= 0,9993 yang mendekati nilai 1 yang menandakan bahwa nilai kompas data logger dengan kompas smartphone hampir sama. Selain itu juga dapat menghitung sensitivity error. Sama halnya pembahasan yang sebelumnya sensitivity error dihitung dengan persamaan 2.16 dimana persamaan yang terjadi adalah y = 0,9939x + 0,9695. Jadi besar sensitivity error = (1 0,9939)*100% = 0,61%. Dengan sensitivity error dibawah 5% seperti yang diharapkan berarti eror yang dihasilkan kompas data logger terhadap kompas aplikasi smartphone sangat kecil. Pada Gambar 4.9 menunjukan pula bahwa percobaan ini dilakukan setiap perubahan 1 derajatnya berarti mulai dari 0 º sampai dengan 360º. Dengan setiap perubahan derajat diambil 10 data. Dengan persamaan 2.15 maka dapat didapatkan galat, diambil contoh pada Tabel lampiran 5 ketika kompas data logger 62,7º sedangkan pada aplikasi android 60−62,7

menunjukan 60 º maka dapat dihitung MAPE sebesar MAPE =|

60

∗ 100%| = 4,5%.

Dilihat dari data yang didapatkan yang ditunjukan Tabel lampiran 5 maka hasil antara sensor kompas dari data logger dengan kompas pada aplikasi smartphone rata-rata galat sebesar 1,9%. Dengan begitu sensor kompas ini memiliki tingkat keberhasilan sebesar 100% - 1,9% = 98,1%. Terjadinya galat dikarenakan tidak terlalu presisi dalam memutar ekor pada sensor kompas nya. Ekor kompas dari data logger akan ditunjukan pada Gambar 4.11. Dengan tingkat keberhasilan 98,1% maka dikatakan sesuai dengan yang diharapkan.


Gambar 4.9. Grafik berbandingan antara kompas data logger dengan kompas android

Gambar 4.10.lampu beban

Gambar 4.11. Ekor kompas

4.2.4. Sensor Kecepatan Angin Menggunakan modul DI-Rev1 dan persamaan 2.7. Pengujian alat ini dengan cara memberikan angin yang dihasilkan dari kipas angin dengan mengatur jaraknya mulai dari jarak yang paling dekat dengan kipas angin sampai dengan jarak yang relatif jauh. Pengkalibrasian dan membandingkan hasil sensor kecepatan angin dengan menggunakan anemometer dengan merk krisbow series KW06-562 yang akan ditujukan pada Gambar 4.13. hasil perbandingan antara sensor kecepatan angin dari data logger dengan anemometer krisbow ditunjukan pada Gambar 4.12 dan Tabel lampiran 3. Berdasarkan data pada Gambar 4.12 terlihat bahwa pengambilan data diambil 5 kali percobaan dan setiap perubahan percobaan tersimpan 10 data. Pada Gambar 4.12 terlihat linier dengan ditunjukan juga besar R2 = 0,9946 yang telah mendekati nilai 1. Dengan persamaan linier yang diperoleh dari grafik y = 0,6782x + 0,6689. dapat dihitung besar


sensitivity error. seperti pembahasan sebelumnya rumus persamaan 2.16 jadi besar sensitivity error kecepatan angin adalah = (1 – 0,6782)*100% = 32,18%. Dengan sensitivity error yang melebihi standar yang diinginkan menandakan bahwa adanya eror yang cukup besar antara anemometer data loger terhadap anemometer pembandingnya. ini dikarenakan perbandingan untuk pengkalibrasi dengan yang dipakai adalah berbeda dimana data logger menggunakan 3 mangkuk sedangkan untuk anemometer sebagai referensi menggunakan yang digital bukan yang 3 mangkuk juga. Selain itu juga karena adanya anomali udara yang berubah ubah. Dari Gambar 4.12 maupun Tabel lampiran 3 juga dapat dihitung galat nya,contoh Tabel lampiran 3,ketika anemometer data logger menunjukan 2,1 m/s sedangkan pada anemometer menunjukan 1,87 m/s dengan persamaan 2.15 maka dapat dihitung MAPE 1,87−2,1

sebesar MAPE =|

1,87

∗ 100%| = 12,3%.

Dari data yang diperoleh yang telah

ditunjukan pada Tabel lampiran 3 menunjukan rata-rata galat sebesar 20,3%, terlihat tingkat keberhasilan anemometer data logger sebesar 100% - 20,3% = 79,7%. Ini dikarenakan proses pengkalibrasian yang tidak akurat, selain itu juga anemometer yang digunakan untuk mengkalibrasi nilainya selalu berubah – ubah dan tidak stabil, ini bisa dikarenakan karena kecepatan angin tidak bisa diprediksi. Dengan tingkat keberhasilan 79,7% dapat dikatakan dibawah standar yang telah dikehendaki yaitu ≥95%

Gambar 4.12. Grafik perbandingan antara anemometer data logger dengan anemometer


Gambar 4.13. Anemometer

4.2.5. Sensor Kecepatan Poros Dengan menggunakan modul sensor line tracking dimana gambar rangkaian telah ditunjukan pada Gambar 3.8. Pengujian sensor kecepatan poros dilakukan dengan cara meletakan sensor ini dekat dengan poros generator AC yang sebelumnya poros sudah ditempel dengan stiker hitam putih sebanyak 15 strip. Pengkalibrasian dan hasil data sensor kecepatan poros dari data logger akan dibandingkan tachometer merk krisbow series KW06302. Data hasil perbandingan antara sensor kecepatan poros dari data logger dengan tachometer ditunjukan pada Gambar 4.14 dan juga ditunjukan pada Tabel lampiran 4. Pada Gambar 4.14 terlihat grafik telah linier yang ditunjukan pula besar R2 = 0,9993 yang mendekati nialai 1 itu menandakan bahwa nilai kecepatan poros dari data logger cukup mendekati nilai kecepatan poros pada tachometer. Selain itu juga dapat dihitung pula besar sensitivity error dengan menggunakan persamaan 2.16. Dengan persamaan linier yang diperoleh dari grafik yaitu y = 0,942x - 0,1351. Jadi besar sensitivity error = (1 – 0,942)*100% = 5,8%. Dengan sensitivity error yang melebihi standar yang diinginkan ini menandakan adanya eror yang cukup kecil antara kecepatan data loggr terhadap tachometer sebagai alat ukur pembandingnya.Pada Gambara 4.14 juga menunjukan bahwa ada pengambilan data sebanyak 11 kali percobaan dimana setiap percoban akan tersimpan di SC Card 10 data. Pada Gambar 4.14 ini terlihat bahwa hasil yang didapat adalah linier sesuai dengan yang diharapkan. Dengan menggunakan Gambar 4.14 maka dapat kita hitung pula galat yang terjadi. Diambil contoh pengambilan data kecepatan poros ini ketika tachometer data logger menunjukan 44 rpm sedangkan pada tachometer menunjukan 45,5 rmp, dengan persamaan 2.15 maka MAPE sebesar MAPE =|

45,5−44 45,5

∗ 100%| = 3,29%. Data hasil

percobaan yang tersimpan di SD Card yang ditunjukan pada Tabel lampiran 4 maupun Gambar 4.14 menunjukan adanya rata-rata galat sebesar 5,9%. Tingkat keberhasilan


tachometer data logger sebesar 100% - 5,9% = 94,1% Ini dikarenakan keterbatasan alat yang dipakai yaitu menggunakan optocoupler yang rentan ketika adanya cahaya yang berlebih atau terlalu terang.

Kecepatan poros (data logger)[rpm]

KECEPATAN POROS (RPM) 350 300 250 200 150 100 50 0

y = 0,942x - 0,1351 R² = 0,9993 sens.kec.poros Linear (sens.kec.poros) 0

100

200

300

400

Kecepatan poros(tachometer)[rpm]

Gambar 4.14. Grafik perbandingan antara kecepatan poros data logger dengan Tachometer

4.2.6. Pengujian RTC dan SD Card Dengan menggunakan modul RTC dan SD Card yang telah compatible dengan Arduino uno yang ditunjukan pada Gambar 4.10. Pengujian RTC dan SD Card dengan cara memprogram ke dalam modul tersebut, selanjutkan pengecekan tanggal dan jam dengan waktu yang sesuai seperti pewaktuan pada laptop. Lalu untuk pengecekan penyimpanan di dalam SD card yaitu dengan cara memasukan program dimana program tersebut berisi proses penyimpanan data yang berekstensi text. Pada Gambar 4.15 menunjukan bahwa pewaktuan dan proses penyimpanan berhasil bekerja dengan baik. Untuk format penyimpanan ditunjukan pada tabel 3.3 dimana memiliki format : *,zzzz,dd-mm-yyyy,HH:MM;SS,aaaa,bbbb,cccccc,dddd,eee,# Keterangan : 

zzzz adalah banyak rekam setiap 10 detik,maksimal 8640 data



aaaa adalah nilai sensor tegangan dimana total ada 4 digit yang 1 dibelakang koma



bbbb adalah nilai sensor arus dimana total ada 4 digit yang 1 dibelakang koma



ccccc adalah nilai kompas dimana total ada 6 digit yang 2 dibelakang koma



dddd adalah nilai kec.angin dimana total ada 4 digit yang 2 dibelakang koma




eee adalah nilai kec. Poros dimana ada 3 digit tanpa ada koma dibelangnya

Gambar 4.15. contoh pengambilan data

4.2.7. Pengujian Keseluruhan Pada pengujian keseluruhan ini yang dimaksud adalah pengujian kelima sensor secara bersamaan dan juga proses penyimpanan ke dalam SD Card. Pada Gambar 4.11 menunjukan keseluruhan program dapat berjalan dengan baik dan proses penyimpanan dapat bekerja dengan baik pula. Yang menjadi kendala adalah keakurasian sensor arus yang masih jauh dari sempurna, ini dikarenakan pengondisi sinyal untuk modul sensor arus yang tidak dapat bekerja dengan baik selain itu juga proses pengolahan data sensor arus yang tidak dapat bekerja dengan baik pula.

4.3. Pengujian dan Pembahasan Perangkat Lunak Perangkat lunak atau program yang terdapat didalam Arduino Uno digunakan untuk menunjang kinerja data logger ini. Dalam sistem ini terdapat beberapa program,diantaranya adalah inisialisasi pin pada arduino sebagai input dan output, pengambilan data, pengolahan data, penyimpanan data ke SD Card ,dan menampilkan ke LCD. Alur sistem keseluruhan ini mengacu pada Gambar 3.11


4.3.1. Inisialisasi I/O Inisialisasi input output bertujuan supaya komponen yang terpasang pada Arduino Uno dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan konfigurasi yang telah ditentukan. Pada Gambar 4.12 menunjukan inisialisasi port yang akan dipakai untuk masukan dari kelima sensor. Selain ada kelima sensor juga ada port untuk tombol start dan stop.

Gambar 4.16. Inisialisasi I/O Pada Gambar 4.12 menunjukan bahwa inisialisasi pada Arduino Uno menggunakan #define dan penamaan port nya, seperti port untuk tegangan diberi nama pintegangan pada kaki Analog 0 (A0), yang berbeda pada inisialisasi diatas adalah untuk inisialisasi kompas yang menggunakan komunikasi I2C, jadi pada inisialisasi kompas menggunakan HMC5883L compass. Selain itu juga ada inisialisasi untuk RTC, LCD 16x2, dan SD Card. Inisialisasi untuk RTC dengan cara RTC_DS1303 rtc, lalu untuk inisialisasi LCD 16x2 dengan cara LiquidCrystal lcd(4,5,6,7,8,9) angka pada inisialisasi LCD adalah kaki yang akan dipakai untuk LCD berkomunikasi dengan Arduino Uno. Lalu untuk inisialisasi SD Card dengan cara File myFile.

4.3.2. Pensamplingan Data Pada pensamplingan untuk sensor tegangan, arus dan kompas dilakukan setiap 0,04 detik. Sedangkan untuk sensor kecepatan poros dan sensor kecepatan angin setiap 1 detik. Pada sistem data logger ini menggunakan Timer 1 yang telah ada. Dengan persamaan 2.14 dan waktu tunda yang telah ditentukan maka besar TCNT1 adalah 63036.


4.3.3. Pengolahan Data Setelah melakukan proses pensamplingan proses yang akan dilakukan adalah penjumlahan dari sensor tegangan, sensor arus dan sensor kompas. Untuk sensor kecepatan angin dan sensor kecepatan poros tidak dilakukan proses penjumlahan dikarenakan untuk kedua sensor memang memerlukan waktu untuk sekali proses pengambilan data yaitu selama 1 detik. Proses penjumlahan ketiga sensor tersebut dilakukan dalam rentang waktu 0,4 detik . Jadi bila dihitung ada 10 data sampling, dengan gambaran 0,4/0,04 = 10. Pada setiap 0,4 detik akan dilakukan pembagian yaitu setelah proses penjumlahan selama 0,4 detik akan dibagi dengan 10.

4.3.4. Penyimpanan Data Pada proses penyimpanan data akan dilakukan setiap 10 detik. Jadi selama rentang waktu 10 detik akan dilakukan proses pensamplingan setiap 0,04 detik lalu dilanjutkan penjumlahan dan pembagian dalam rentang waktu 0,4 detik, setelah itu pada 10 detik kelima sensor akan tersimpan ke dalam SD Card. Untuk sensor kecepatan angin dan sensor kecepatan poros tanpa melalui proses penjumlahan dan pembagian seperti sensor tegangan, arus dan kompas. Untuk mengetahui besar memori yang digunakan untuk sehari 24 jam penyimpanan adalah sebagai berikut : untuk setiap penyimpanan ada 56 karakter yang akan tersimpan setiap 10 detiknya, 1 karakter = 1 byte, jadi 56 x 1byte = 56 byte. 1 hari = 24 jam x 60 menit x 60 detik 1 hari = 24 jam x 60 menit x 6 data 1 hari = 24 jam x 60 menit x (6x 56 byte) = 483840 byte atau 483,8 Kilobyte Lalu yang dipakai saat ini menggunakan memori sebesar 8 Gigabyte. jadi bisa kurang lebih 8∗106 𝐾𝐵 483,8 𝐾𝐵

= 166535,7 ℎ𝑎𝑟𝑖

Jadi dalam 1 hari menghabiskan 483,8 Kilobyte.

4.3.5. Menampilkan ke LCD Untuk memperlihatkan hasil proses dari setiap 0,4 detik tadi akan ditampilka ke LCD setiap 1 detiknya. Selain itu juga untuk mendeteksi proses pengolahan data berjalan dengan baik atau tidak,


akan ditampilkan juga tanda “-” dan “|” secara bergantian di LCDnya. Pada Gambar 4.13 menunjukan contoh tampilan ketika data logger ini bekerja. Energi Kompas Gambar 4.13. Contoh tampilan LCD ketika sistem bekerja Tegangan

Arah angin Kecepatan poros

Arus

Tanda proses

Gambar 4.17. Tata letak dan tampilan pada LCD 16x2 Supaya data yang telah terproses di Arduino Uno bisa tertampil sepenuhnya didalam LCD 16x2 maka dibuatlah alokasi penulisan pada LCD 16x2 seperti berikut dan ditunjukan pada Gambar 4.13 :  v merupakan lambang tegangan dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang koma  i merupakan lambang arus dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang koma  e merupakan lambang energi dimana dialokasikan 5digit tanpa koma  k merupakan lambang kompas dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang koma  a merupakan lambang kecepatan angin dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang koma  p merupakan lambang kecepatan poros dimana dialokasikan 3 digit tanpa koma  |- merupakan indikasi bahwa telah terjadinya pemrosesan data di dalam Arduino Uno


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menjelaskan tentang penarikan kesimpulan berdasarkan implementasi sistem dan data pengujian pada bab IV, dan beberapa saran yang dapat digunakan untuk penegmbangan sistem selanjutnya.

5.1. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari pengujian dan pengambilan data sistem datalogger kincir angin propeller berbahan kayu ini adalah : 1. Data logger dapat bekerja dengan menggunakan Arduino Uno sebagai pengolah datanya dan data berisi rekaman, tanggal, jam, tegangan, arus, arah angin kecepatan angin dan kecepatan poros yang akan tersimpan dalam SD Card setiap 10 detiknya. 2. Tingkat keberhasilan sensor tegangan sebesar 99,3%, sensor arus sebesar 96,78%, kompas sebesar 98,1%, sensor kecepatan angin 79,7% dan sensor kecepatan poros sebesar 94,1%

5.2. Saran Saran untuk pengembangan sistem data logger kincir angin propeller berbahan kayu ini adalah : 1. Perlu adanya perbaikan untuk sensor kecepatan poros dimana dalam data logger ini masih menggunakan optocoupler yang rentan terhadap cahaya. 2. Perlu dilakukan pengujian alat anemometer dengan alat ukur pembanding yang hampir memiliki spesifikasi yang sama, dikarenakan pada pengujian alat anemometer data logger ini menggunakan 3 manggkuk sebagai penagkap angin nya, sedangkan alat ukur pembandingnya tidak menggunakan 3 mangkuk sebagai penangkap anginnya.

63


DAFTAR PUSTAKA [1]

Pribadi, F., S., Ananta, H., 2011, PC Data Logger Berbasis Telemetri, vol. 3, no. 1, hal 58- 59.

[2]

Martanto,2014, DATA LOGGER ENERGI LISTRIK UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN, IbIKK TE USD

[3]

----, 2015, data Sheet WCS1800, Winson

[4]

Boylestad, Robert L., 2009, Electronic devices and circuit theory, 10th ed. New Jersey, Pearson Prentice Hall, Inc.

[5]

----, 2000, data Sheet LMx58, Texas Instrument

[6]

----, 2012, DT-Sense 3 Axis Compass, innovative electronic

[7]

https://www.led-tech.de/en/3mm-LEDs_ DB-3.pdf, diakses 16 Desember 2015.

[8]

Artanto Dian, 2012, Interaksi Arduino dan LABView, 1st ed, Elex Media Komputindo, Jakarta

[9]

----, 2015, data Sheet DS1307, maxim integrated

[10] ----, 2013, data Sheet LM78XX, Texas Instrument [11] Palupi Dian, 2006, Uji Karakteristik Dimensi Sensor (Jari- jari) dari Cup Counter Anemometer, Departemen Geofisika dan Meterologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. [12] Myttenaere de Arnaud, Mean Absolute Precentage Error for Regression Models,Centre de recherche en Informatique, Universite Paris 1 Pantheon.

64

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI L0

LAMPIRAN


LAMPIRAN Tabel lampiran 1. Pengambilan data tegangan tegangan sanwa CD771(volt) 3,446 4,55 5,55 6,47 7,53 8,55 9,54 10,47 11,49 12,51 13,53 14,56 15,55 16,54 17,52 18,53 19,55 20,55 21,45 22,64 23,44 24,48 25,54 26,64 27,63 28,55 29,85 30,58 31,78 32,73 33,65 34,62 35,55 36,47 37,6 38,5 39,5 40,7

tegangan datalogger(volt) 3,59 4,6 5,55 6,02 7,77 8,52 9,31 10,42 11,51 12,59 13,47 14,49 15,5 16,47 17,5 18,63 19,48 20,6 21,71 22,55 23,62 24,62 25,64 26,49 27,55 28,6 29,48 30,62 31,48 32,74 33,53 34,62 35,24 35,69 37,43 38,69 39,64 40,69

galat(%) 4,2 1,1 0 7,0 3,2 0,4 2,4 0,5 0,2 0,6 0,4 0,5 0,3 0,4 0,1 0,5 0,4 0,2 1,2 0,4 0,8 0,6 0,4 0,6 0,3 0,2 1,2 0,1 0,9 0,0 0,4 0 0,9 2,1 0,5 0,5 0,4 0,02


41,5 41,73 42,6 42,54 43,6 43,47 44,5 44,17 45,5 45,36 46,6 46,58 47,8 47,58 48,6 48,56 49,7 49,54 50,5 50,45 51,4 51,61 52,5 52,72 53,6 53,61 54,4 54,71 55,7 55,47 56,7 56,24 57,6 57,3 58,5 58,6 60,2 59,6 galat rata-rata sensor tegangan :

0,6 0,1 0,3 0,7 0,3 0,04 0,5 0,08 0,3 0,1 0,4 0,4 0,02 0,6 0,4 0,8 0,5 0,2 1,0 0,7

Tabel lampiran 2. Pengambilan data arus sensor arus (15-7-2016) teg.pengondisi sens.arus data sanwa(CD771) sinyal logger 0,676 0 0 0,795 1 0,9 0,93 2,006 1,9 1,069 3,0057 3 1,197 4,03 3,9 1,331 5,07 4,9 1,453 6,02 5,8 1,584 7,05 6,8 1,713 8,07 7,9 1,83 8,99 8,7 1,973 10,1 9,7 2,1 11,3 10,7 2,2 11,98 11,9 rata-rata galat sens.arus data logger

galat(%) 0 10 5,28 0,19 3,23 3,35 3,65 3,55 2,11 3,23 3,96 5,31 0,67 3,71


Tabel lampiran 3. Pengambilan data kecepatan angin (m/s) sensor kec.angin(m/s) krisbow(KW06-562) kecepatan angin 1,11 1,4 1,14 1,45 1,23 1,52 1,82 1,9 1,87 2,1 rata-rata galat sens.kec.angin :

galat(%) 26,1 27,2 23,6 4,4 12,3 20,3

Tabel lampiran 4. Pengambilan data kecepatan poros (rpm) sensor kec.poros(rpm) Krisbow(KW06-302) s.kec.poros datalogger 45,5 44 70,4 66 89,3 80 137 132 160 152 178 168 194 184 210 196 228 212 263 248 318 300 rata-rata galat sens.kec.poros :

galat(%) 3,3 6,3 10,4 3,6 5,0 5,6 5,2 6,7 7,0 5,7 5,7 5,9

Tabel lampiran 5. Pengambilan data kompas


kompas applikasi android HMC5883L 0 1 10 11,3 20 21,5 30 32,2 40 41,8 50 48,7 60 62,7 70 70,2 80 82,7 90 88,3 100 101,7 110 108,2 120 115,3 130 134,7 140 138,3 150 149,8 160 159,6 170 169,9 180 179,2 190 189 200 199,2 210 211,5 220 221,7 230 230,1 240 239,8 250 249,6 260 256,7 270 271,22 280 280,6 290 287,3 300 294 310 308,3 320 324,9 330 335,7 340 341,4 350 348,4 360 357,3 rata-rata galat sens.kompas :

galat(%) 0 13 7,5 7,3 4,5 2,6 4,5 0,3 3,4 1,9 1,7 1,6 3,9 3,6 1,2 0,1 0,3 0,1 0,4 0,5 0,4 0,7 0,8 0,0 0,1 0,2 1,3 0,5 0,2 0,9 2,0 0,5 1,5 1,7 0,4 0,5 0,7 1,91742

Pengambilan data keseluruhan tertanggal 1 Juli 2016



Skematik Rangkaian Keseluruhan Datalogger


Skematik Rangkaian Pengondisi Sinyal

Skematik Rangkaian Pembagi Tegangan


Subrutin Pengolahan sensor tegangan dan sensor arus Mulai

Baca tegangan

Baca arus

Hitung jumlah yang tersampling untuk tegangan dan arus ke d

Rata- rata yang tersampling dari d ke dalam e

tidak

e=10?

ya Tampilkan LCD dan simpan data

Selesai


Subrutin Pengolahan sensor kompas Mulai

Inisialisasi sudut deklinasi dan sudut heading

Baca sudut deklinasi

Hitung jumlah yang tersampling ke d

Rata- rata yang tersampling dari d ke e ya

tidak e=10?

ya Tampil LCD dan simpan data

Selesai


Dokumentasi Alat

TUGAS AKHIR SISTEM DATA LOGGER KINCIR ANGIN PROPELER BERBAHAN KAYU

Recommend Documents