BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAHeprints.uny.ac.id/9734/3/bab 2-07506134014.pdf · Perbedaan tegangan atau potensial dari kapasitor dapat dihitung ... c. Resistor NTC dan PTC. NTC

BAB II

PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH

Pembatas temperatur opersasi AC adalah sebuah alat yang digunakan untuk

membatasi temperatur ruangan secara otomatis. Sistem alat ini pada dasarnya

terdapat rangkaian-rangkaian yang mendukung kinerja alat ini, yaitu rangkaian

catu daya, rangkaian sensor suhu LM35 , rangkaian microcontroller ATmega 8,

rangkaian display dan rangkaian driver kompresor AC. Rangkaian-rangkaian

tersebut sebagian besar komponen-komponen elektronika digital. Oleh karena itu

dibutuhkan beberapa teori yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah,

agar rangkaian yang dibuat dapat bekerja dengan maksimal.

A. Rangkaian Catu Daya

Catu daya tetap adalah rangkaian catu daya yang menghasilkan tegangan

keluaran yang tetap dan stabil. Untuk mendapatkan catu daya tetap dapat

menggunakan baterai kering atau rangkaian penyearah yang dilengkapi

dengan stabilisator. Catu daya pada rangkaian ini berfungsi untuk mengubah

tegangan AC 220 V menjadi tegangan DC 5 V dan DC 12 V. Catu daya

tersusun dari transformator step down, dioda penyearah, kapasitor elektrolit,

resistor, led dan IC regulator LM 7805 dan LM 7812. Gambar rangkaian catu

daya dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 2.1. Rangkaian Catu Daya

Catu daya atau sering disebut dengan power supply adalah rangkaian

yang merubah tegangan AC menjadi tegangan DC teregulasi. Catu Daya

dilihat dari rangkaiannya terdiri dari bermacam-macam jenis, akan tetapi

dilihat dari tegangan keluarannya terdiri dari 2 jenis, yaitu catu daya tetap dan

catu daya variable. (http://www.elektroindonesia.com)

Berdasarkan uraian dan gambar diatas komponen-komponen elektronik

yang mendukung rangkaian catu daya sebagai berikut :

1. Transformator

Transformator atau biasa dikenal dengan trafo berasal dari kata

transformatie yang berarti perubahan. Transformator adalah suatu alat listrik

yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu rangkaian

listrik ke rangkaian listrik lainnya secara induksi elektromagnet.

Transformator juga dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan

tegangan AC. Transformator mempunyai dua buah belitan yaitu lilitan primer

dan sekunder yang dililitkan pada sebuah inti yang saling terisolasi antara

satu dengan yang lain. Trafo satu fasa sama seperti trafo pada umumnya

hanya penggunaannya untuk kapasitas kecil.

Gambar 2.2. Tranformator dan Simbol Transformator

(http://pri82yogya.blogspot.com/2010/12/gaya-gerak-listrik-induksi-ggl-

medan.html#axzz1wHnwaJKx)

a. Prinsip Kerja Transformator Satu Fasa

Apabila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan

(sumber), maka akan mengalir arus bolak balik I1 pada kumparan

tersebut. Oleh karena kumparan mempunyai inti, arus I1 menimbulkan

fluks magnet yang juga berubah–ubah pada intinya. Akibat adanya

fluks magnet yang berubah–ubah, maka pada kumparan primer akan

timbul GGL induksi ep. Besarnya GGL pada kumparan primer adalah :

………………………………… (1)

Keterangan :

ep = gaya gerak listrik sisi primer (Volt)

Np = jumlah lilitan sisi primer (turn)

= perubahan fluks magnet (weber/sec)

Fluk magnet yang menginduksi GGL induksi ep juga dialami oleh

kumparan sekunder karena merupakan fluk bersama. Dengan demikian

fluk tersebut mengiduksi GGL induksi ep pada kumparan sekunder

adalah sebagai berikut :

………………………………… (2)

Keterangan :

es = gaya gerak listrik sisi sekunder (Volt)

Ns = jumlah lilitan sisi sekunder (turn)

= perubahan fluks magnet (weber/sec)

Dari persamaan (1) dan (2) didapatkan perbandingan lilitan (α)

berdasarkan GGL induksi yaitu :

…………………………………… (3)

Karena daya pada primer sama dengan daya sekunder, maka dibuat :

Pin = Pout

V1 I1 = V2 I2 ………………………………..….. (4)

Dari persamaan (3) dan (4) dapat diperoleh :

…...…………………..….……….. (5)

Keterangan :

Pin = daya primer (VA)

Pout = daya sekunder (VA)

V1 = tegangan sisi primer (volt)

V2 = tegangan sisi sekunder (volt)

N1 = jumlah lilitan sisi primer

N2 = jumlah lilitan sisi sekunder

I1 = arus sisi primer (ampere)

I2 = arus sisi sekunder (ampere)

b. Konstruksi Transformator

Konstruksi trafo secara umum terdiri dari:

1) Inti yang terbuat dari lembaran-lembaran plat besi lunak atau baja

silicon yang diklem jadi satu.

2) Belitan dibuat dari tembaga yang cara membelitkan pada inti dapat

konsentris maupun spiral.

3) Sistem pendingan pada trafo-trafo dengan daya yang cukup besar.

Jenis trafo berdasarkan letak kumparan :

1) Core type (jenis inti) yakni kumparan mengelilingi inti.

2) Shell type (jenis cangkang) yakni inti mengelilingi belitan.

Gambar 2.3. Trafo jenis inti dan trafo jenis cangkang

(http://pri82yogya.blogspot.com/2010/12/gaya-gerak-listrik-induksi-ggl-

medan.html#axzz1wHnwaJKx)

c. Efisiensi

Efisiensi transformator (η) adalah perbandingan antara daya

keluar (P out) dengan daya masuk (P in). untuk trafo ideal efisiensinya

adalah satu.

……………….……………(6)

2. IC Regulator Tegangan 78xx

IC regulator tegangan adalah suatu komponen elektronik yang bisa

mengubah tegangan input menjadi nilai yang tertera setelah angka 78 (mis

: 7805 berarti memiliki output +5V). Regulator jenis 78xx ada 9 macam

yaitu: 7805, 7806, 7808,7809, 7810, 7812, 7815,7818 dan 7824. Regulator

78xx memiliki konfigurasi kaki (pin) sebagai berikut:

Gambar 2.4. Bentuk Fisik IC LM 7805

(http://id.wikipedia.orgwiki78xx)

Regulator 79xx hampir sama dengan regulator 78xx hanya saja

tegangan yang diubah adalah tegangan negatif

Gambar 2.5. Penyambungan IC LM 7805

(http://id.wikipedia.orgwiki78xx)

IC regulator ini mempunyai kekurangan dan kelebihan. Diantaranya

sebagai berikut:

a. Kelebihan

1) Seri 78xx tidak memerlukan komponen tambahan untuk

meregulasi tegangan, sehingga mudah digunakan, ekonomis dan

hemat ruang. Regulator tegangan lain mungkin memerlukan

komponen tambahan untuk membantu peregulasian tegangan,

bahkan untuk regulator bersakelar, selain membutuhkan banyak

komponen, juga membutuhkan perencanaan yang rumit.

2) Seri 78xx memiliki rangkaian pengaman terhadap pembebanan

lebih, panas tinggi dan hubung singkat, membuatnya hampir tak

dapat dirusak. Kemampuan pembatasan arus peranti 78xx tidak

hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian

yang ditopangnya.

b. Kekurangan

1) Tegangan masukan harus lebih tinggi dari tegangan keluaran

(biasanya 2-3 volt), ini membuatnya tidak tepat digunakan untuk

penggunaan tegangan rendah, misalnya regulasi 5 volt dari sumber

baterai 6 volt tidak akan bekerja dengan 7805.

2) Sebagaimana regulator linier lainnya, arus masukan sama dengan

arus keluaran, karena tegangan masukan lebih tinggi daripada

tegangan keluaran, berarti ada daya yang diboroskan sebagai

bahang. (http://id.wikipedia.orgwiki78xx)

Rangkaian catu daya pada sistem ini disetting dengan dua tegangan

keluaran yaitu DC 5 V dan DC 12 V. Tegangan DC 5 V difungsikan untuk

mensuplai rangkaian microcontroller ATmega 8, rangkaian display dan

rangkaian sensor suhu LM35, sedangkan tegangan DC 12 V difungsikan

untuk mensuplai rangkaian driver kompresor AC. IC regulator yang

digunakan untuk mendukung rangkaian catu daya ini adalah LM 7805 dan

LM 7812.

3. Dioda

Dioda merupakan jenis komponen pasif, yang memiliki dua kaki atau

kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Dioda terbuat dari bahan semi

konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang disambungkan. Semi

konduktor tipe P berfungsi sebagai anoda dan semi konduktor tipe N

berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan, dua jenis semi

konduktor yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan

membentuk gaya barier.

Gaya barier dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang

dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana

dioda akan bersifat sebagai konduktor atau penghantar arus listrik. Dioda

bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika

kutub anoda kita hubungkan pada tegangan (+) dan kutub katoda kita

hubungkan dengan tegangan (-) maka akan mengalir arus listrik dari anoda

ke katoda. Jika polaritasnya kita balik (bias mundur) maka arus yang

mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator.

Gambar 2.6. Simbol Umum Dioda

(Sumber : http://elektro.itenas.ac.id)

Dioda bagi rangkaian catu daya adalah komponen yang penting

karena berfungsi untuk menyearahkan tegangan yang keluar dari

transformator. Lebih jelasnya dapat dilihat gambar 2.7, yaitu tentang dioda

sebagai penyearah sebagai berikut :

Gambar 2.7. Dioda Sebagai Penyearah

4. Filter Kapasitor

Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan

muatan listrik dan sebagai filter untuk arus listrik AC. Dimana bentuk dan

nilai dari kapasitor ini bermacam–macam tergantung dari nilai yang

dikandung dalam suatu kapasitor. Berdasarkan kemampuan untuk

menyimpan muatan listrik kapasitor disebut dengan kapasitansi atau

kapasitas. Dalam bidang elektronika komponen kapasitor adakalanya

disebut kondensator. Nilai kapasitas listrik yang tersimpan dalam kapasitor

dinyatakan dalam satuan Farad.

Gambar 2.8. Struktur Kapasitor

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari dua buah plat metal yang

dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahannya dielektrik adalah isolator

yang diselipkan diantara keping kapasitor. Bahan-bahan dielektrik yang

umum digunakan misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain.

Kapasitor dalam lambang rangkaian :

Gambar 2.9. Simbol-simbol Kapasitor

Macam-macam Kapasitor

a. Kapasitor Elektrolit

Elektrolit atau electrolytic sering disebut electrolit condenser

(elco) adalah kapasitor yang biasanya berbentuk tabung, mempunyai

dua kutub kaki berpolaritas positif (kaki yang panjang) dan negatif

(kaki yang pendek). Terdiri atas dua lembar kertas alumunium sebagai

konduktor dan alumunium oksida sebagai dielektrik.

Gambar 2.10. Simbol Kapasitor Elektrolit

(http://library.gunadarma.ac.id/repository/files/17201/10405795/bab-ii.pdf)

Gambar 2.11. Bentuk Fisik Kapasitor Elektrolit

(Sumber : //www.infoservicetv.com)

b. Kapasitor Tetap

Kapasitor tetap terdiri dari tiga macam bentuk:

1) Kapasitor keramik (Ceramic Capacitor): Bentuknya ada yang

bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau,

coklat dan lain-lain. Merupakan kapasitor non-polar.

2) Kapasitor polyester : Bentuknya persegi empat seperti permen.

Biasanya mempunyai warna merah, hijau, coklat dan

sebagainya.

3) Kapasitor kertas: Tersusun atas dua lembar kertas timah (perak)

panjang sebagai konduktor yang digulung padasebuah silinder

yang diantaranya disisipi kertas tipisbsebagai dielektrik.

kapasitor kertas ini sering disebut juga kapasitor padder.

Gambar 2.12 .Simbol Kapasitor Non Polar

(http://library.gunadarma.ac.id/repository/files/17201/10405795/bab-ii.pdf)

c. Kapasitor Variabel

Kapasitor variabel dan trimmer adalah jenis kapasitor yang

kapasitasnya bisa diubah-ubah. Kapasitor ini dapat berubah

kapasitasnya karena secara fisik mempunyai poros yang dapat

diputar dengan menggunakan obeng. Pada umumnya kapasitor

variable hampir sama dengan resistor variable yaitu bertujuan agar

kita dapat menentukan nilai kapasitor yang kita gunakan sesuai

dengan keinginan kita.

Gambar 2.13. Simbol Varco

Kapasitansi diukur dalam farad, yang mana diambil dari nama

Michael Faraday (1791-1867) 1 coulomb sama dengan muatan

6.25 x 10 18 elktron. 1 Farad adalah kwantitas terbesar dari

kapasitansi. Persamaan matematika kapasitansi dapat ditulis:

C = Q/V……………………(8)

Dimana :

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

Oleh karena itu, muatan elektrik yang disimpan dapat dihitung

menggunakan rumus:

Q = CV……………………(9)

Perbedaan tegangan atau potensial dari kapasitor dapat dihitung

menggunakan rumus :

V= Q/C……………………(10)

Karena kapasitor digunakan sebagai penyimpan muatan listrik

maka waktu pengisian dari kapasitor (charge) dan pengosongan

(discharge) sangat penting dalam sebuah analisa. Persamaan umum

dari pengisian dan pengosongan kapasitor adalah :

Vc(t) = Vc(0) + [Vc(~) – Vc(0)] [1 – e –t/τc] …………………(11)

τ = R x C

τ = konstanta waktu

Dari teori dasar diatas untuk mendukung rangkaian catu daya agar

bekerja secara maksimal, maka kapasitor yang dipakai adalah jenis

kapasitor elektrolit (elko). Kapasitor elektolit ini berfungsi sebagai filter

atau perata arus yang bergelombang, karena arus yang tidak rata dapat

mengakibatkan terganggunya sistem. Untuk mendapatkan penyearahan

yang lebih halus, digunakan kapasitor yang sifatnya menimbun muatan

sementara. Muatan tertimbun ini akan berangsur-angsur dikeluarkan lagi

jika potensial diluar lebih rendah.

Skema rangkaian kapasitor sebagi filter dapat dilihat seperti gambar

dibawah ini :

Gambar 2.14. Kapasitor Sebagai Filter

5. Resistor

Resistor atau tahanan adalah komponen elektronika yang berfungsi

untuk mengatur kuat arus yang mengalir. Dalam rangkaian catu daya

resistor difungsikan untuk menahan arus yang mengalir karena resistor

bersifat sebagai tahanan. Lambang untuk resistor dengan huruf R. Macam-

macamnya antara lain :

a. Resistor Tetap (fixed resistor)

Resistor tetap (fixed resistor) adalah hambatan yang nilai

hambatannya tetap. Ukuran hambatan resistor ada dua yaitu ukuran

besar ditandai dengan penulisan nilai langsung dibodi resistor,

sedangkan ukuran hambatan kecil ditandai dengan gelang-gelang

warna pada bodinya. Untuk mengetahui nilai tahanannya, pada bodi

resistor diberi cincin-cincin berwarna yang menyatakan nilai tahanan

resistor.

Gambar 2.15. Simbol Resistor dan Fisik Resistor

(Sumber : komponen2007.wordpress.com)

Tabel 2.1. Kode Warna Resistor

(sumber : http://komponen2007.wordpress.com/)

b. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Resistor tidak tetap atau variabel resistor adalah resistor yang

nilainya dapat dirubah dengan cara menggeser atau memutar tuas yang

terpasang pada komponen.

c. Resistor NTC dan PTC.

NTC (Negatife Temperature Coefficient), yaitu resistor yang

nilainya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas. Sedangkan

PTC (Positife Temperature Coefficient), yaitu resistor yang nilainya

akan bertambah besar bila terkena suhu panas.

d. Resistor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) yaitu jenis resistor yang berubah

hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila terkena cahaya gelap nilai

tahanannya semakin besar, sedangkan bila terkena cahaya terang

nilainya menjadi semakin kecil.

e. Potensiometer

Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan memutar

poros yang telah tersedia. Potensiometer pada dasarnya sama dengan

trimpot secara fungsional.

Gambar 2.16. Simbol Potensiometer dan Potensiometer

(Sumber : komponen2007.wordpress.com)

f. Trimpot

Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara

memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui

nilai hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang

tercantum pada badan trimpot tersebut. Simbol dan Komponen

Trimpot :

Gambar 2.17. Trimpot dan Simbol Trimpot

(Sumber : komponen2007.wordpress.com)

6. Led

Menurut (Albert P. Malvino,1985: 95) LED adalah singkatan dari

Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan

emisi cahaya apabila diberi sumber tegangan. Led ini terbuat dari berbagai

material semikonduktor campuran seperti misalnya gallium arsenida

fosfida (GaAsP), gallium fosfida (GaP) dan gallium alumunium arsenida

(GaAsP), campuran inilah yang memberi warna berbeda dari LED. LED

ini dalam rangkaian catu daya difungsikan sebagai lampu indikator

tegangan keluaran.

Gambar 2.18. Bentuk Fisik LED dan Simbolnya

( http://doktertech.blogspot.com/2010/12/dioda.html )

B. Rangkaian Sensor Suhu LM35

Gambar 2.19. Rangkaian Sensor Suhu LM35

1. Sensor LM35

LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk

mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

Sensor suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen

elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. Sensor LM35

memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika

dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai

keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat

dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak

memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang

diberikan ke sensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan

dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya

membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai

kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat

menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC

pada suhu 25 ºC .

Gambar 2.20. Bentuk Fisik LM 35 dan Konfigurasi Pin

(sumber : http://www.finger.de-web.cc/poel/lm35.pdf)

Gambar diatas menunjukkan bentuk dari LM35 tampak depan dan

tampak bawah. 3 pin LM35 menujukkan fungsi masing-masing pin

diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35,

pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan

jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan

operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt.

Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius

sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = Suhu x 10 mV……………………(12)

(sumber : http//:www.shatomedia-online/lm35.html)

2. IC LM 358

Penguat operasional atau op-amp adalah rangkaian elektronik yang

dirancang dan dikemas secara khusus sehingga dengan menambahkan

komponen luar sedikit saja dapat dipakai untuk berbagai keperluan. Dalam

penulisan ini op-amp digunakan sebagai penguat tegangan dari sensor.

Pada dasarnya ada dua macam penguatan yaitu inverting dan non-inverting

dengan konfigurasi seperti pada gambar 2.21.

Gambar 2.21. Rangkaian penguat (a) inverting (b) non-inverting

(http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/126/jbptunikompp-gdl-s1-2007-yusliharya-

6251-bab-ii.pdf)

Perasamaan pada gambar 2.21. adalah sebagai berikut :

Inverting

………………………………………..………………….(13)

Non-inverting

(

) …………………….(14)

Pada rangkaian yang dibuat penulis menggunakan IC LM358 sebagai

penguat masukan dari sensor. Fungsi rangkaian penguat adalah untuk

memperbesar masukan dari sensor kerangkaian ADC.

Gambar 2.22. Konfigurasi Pin LM 358

(http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/126/jbptunikompp-gdl-s1-2007-

yusliharya-6251-bab-ii.pdf)

Penguat LM358 mempunyai 2 rangkaian penguatan (gambar 2.23.).

Amplifier ini mempunyai beberapa keuntungan diatas tipe amplifier

standar dalam mode single supply diantaranya adalah : (1) Dapat

beroperasi pada tegangan 3V sampai 32V; (2) Mode masukan daya

(supply) ini termasuk negative supply, dengan demikian menghilangkan

eksternal bias dari komponen pada banyak aplikasi; (3) Cakupan voltase

keluaran juga meliputi voltase negatif; (4) IC LM358 dalam

pengoperasiannya dapat dilakukan secara single supply atau split supply

(gambar 2.23).

Gambar 2.23. Konfigurasi Power supply

(http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/126/jbptunikompp-gdl-s1-2007-yusliharya

6251-bab-ii.pdf)

C. Rangkaian Microcontroller ATmega 8

Gambar 2.24. Rangkaian Sistem Minimum ATmega 8

1. Microcontroller

Microcontroller adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai

pengontrol atau pengendali rangkaian elektronik dan umumnya dapat

menyimpan program di dalamnya (Widodo, “Interfacing Komputer dan

Microcontroller”, 2000 : 133).

Jika mikroprosesor dikombinasikan dengan I/O dan memori (baik

berupa RAM atau ROM) akan menghasilkan sebuah microkomputer. Pada

kenyataannya mengkombinasikan CPU dengan memori dan I/O dapat

dilakukan dalam level chip, yang akan menghasilkan SCM (Single Chip

Microcomputer), SCM ini untuk selanjutnya sering disebut dengan

microcontroller. Microcontroller ini dapat digunakan untuk

mengendalikan suatu alat.

Dapat dikatakan, microcontroller merupakan komputer mini.

Microcontroller terdiri atas CPU yang disertai dengan memori serta sarana

I/O. Microcontroller hampir menyerupai fungsi komputer. Sistem

microcontroller sendiri dalam aplikasinya tidak dapat berdiri sendiri tapi

juga terhubung ke antarmuka - antarmuka lain seperti keypad, LCD dan

lain - lain.

Microcontroller mempunyai perbedaan yang cukup penting dengan

mikroprosesor dan microcomputer. Suatu mikroprosesor merupakan

bagian dari CPU (Central Prosessing Unit) tanpa memori dan I/O

pendukung dari sebuah komputer, sedangkan microcontroller umumnya

terdiri atas CPU, memori, I/O tertentu dan unit - unit pendukung lainnya.

Perbedaan yang sangat mencolok antara mikrokontroller dan

mikroprosesor serta microcomputer yaitu pada aplikasinya karena

microcontroller hanya dapat digunakan pada aplikasi tertentu saja (hanya

satu program saja yang dapat disimpan). Kelebihan lainnya yaitu terletak

pada perbandingan RAM (Random Access Memory) dan ROM (Read Only

Memory). Sehingga ukuran board microcontroller menjadi sangat ringkas

atau kecil. Berdasarkan kelebihan yang ada, terdapat keuntungan

pemakaian microcontroller dibandingkan dengan mikroprosesor yaitu

microcontroller sudah terdapat RAM dan peralatan I/O pendukung

sehingga tidak perlu menambahnya lagi. Struktur dari mikroprosesor

memiliki kemiripan dengan microcontroller.

a. Microcontroller AVR ATmega 8

Microcontroller AVR (Alf Vegard`s Risc Processor) standar

memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam

kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi

dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51

berteknologi CISC (Complex Intruction Set Computing) yang

membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis

microcontroller tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR

berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing). Secara

umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga

Attiny, keluarga AT90SXX, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada

dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,

peripheral, dan fungsinya.

b. Arsitektur Microcontroller

Gambar 2.25. Blog Diagram Microcontroller AVR ATmega 8

(sumber : http://www.atmel.com/images/doc2486.pdf)

Berdasarkan gambar 2.25. dapat dilihat bahwa microcontroller

AVR ATmega 8 memiliki bagian sebagai berikut :

1) Saluran I/O sebanyak 23 buah, yaitu Port B, Port C, dan Port D

2) ADC 10 bit sebanyak 8 saluran

3) Tiga buah timer atau counter dengan kemampuan perbandingan

4) CPU yang terdiri atas 32 buah register

5) 130 instruksi andal yang umumnya hanya membutuhkan 1 (satu)

siklus clock.

6) Watchdog Timer dengan osilator internal

7) 2 buah time atau counter 8bit, 1 buah timer atau counter 16bit

8) Tegangan operasi 4,5 V – 5,5 V pada ATmega 8

9) SRAM sebesar 1K Byte

10) Memori Flash sebesar 8K Byte dengan kemampuan Read While

Write

11) Unit interupsi internal dan eksternal

12) Port antarmuka SPI

13) EEPROM sebesar 512 Byte yang dapat diprogram saat operasi

14) Antarmuka komparator analog

15) 3 saluran PWM

16) 32x8 general purpose register

17) Hampir mencapai 16 MIPS pada kristal 16 MHz

18) Port USART untuk komunikasi serial

c. Fitur Microcontroller

Kapabilitas detail dari microcontroller AVR ATmega 8 adalah

sebagai berikut :

1) Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan

maksimal 16 MHz

2) Kapabilitas memori flash 8K Byte, SRAM sebesar 1K Byte, dan

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 512 Byte

3) ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 6 channel

4) Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal

2,5 Mbps

5) Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik

d. Konfigurasi Pin Microcontroller

Konfigurasi pin ATmega 8 dapat dijelaskan secara fungsional

sebagai berikut :

1) VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu

daya

2) GND merupakan pin ground

3) Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat

diprogram sebagai pin masukan ADC

4) Port C (PC0...PC6) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi

khusus, yaitu timer atau counter, komparator analog, dan SPI

5) Port D (PD0...PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi

khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan

komunikasi serial

6) RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset

microcontroller

7) XTAL1 dan XTAL2 sebagai pin masukan clock eksternal

8) AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

9) AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC

(sumber : http://www.atmel.com)

Gambar 2.26. Konfigurasi Pin-Pin ATmega8.

(Sumber : http://www.atmel.com)

e. Status Register (SREG)

Status Register adalah register berisi status yang dihasilkan pada

setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG

merupakan bagian dari inti CPU microcontroller.

Gambar 2.27. Status Register AVR ATmega 8

(Sumber: Lingga wardhana:2006)

1) Bit 7-1: Global Interrupt Enable

Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu, anda

dapat mengaktifkan interupsi mana yang akan anda gunakan

dengan cara meng-enable bit kontrol register yang bersangkutan

secara individu. Bit akan di clear apabila terjadi suatu interupsi

yang dipicu oleh hardware, dan bit tidak akan mengizinkan

terjadinya interupsi, serta akan diset kembali oleh instruksi RETI.

2) Bit 6-T: Bit Copy Storage

Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber

atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register

GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan

sebaliknya bit-T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register

GPR menggunakan instruksi BLD.

3) Bit 5-H: Half Carry Flag

4) Bit 4-S: Sign Bit

Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara flag-N (negatif) dan

flag V (komplemen dua overflow).

5) Bit 3 - V: Two's Complement Overflow Flag

Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.

6) Bit 2 - N: Negative Flag

Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-N

akan diset.

7) Bit 1 - Z: Zero Flag

Bit akan diset bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol.

2. LCD (Liquid Crystal Display)

LCD merupakan salah satu hardware yang digunakan sebagai display

pada rangkaian-rangkaian elektronik. LCD yang biasanya digunakan

adalah LCD dengan ukuran 2x16 (2 baris x 16 kolom). Pada LCD 2x16

terdapat Chip HD44780 yang berfungsi sebagai pengendali LCD yang

memiliki Character Generator Read Only Memory (CGROM), Character

Generator Random Access Memory (CGRAM), Display Data Random

Access Memory (DDRAM). LCD 2x16 sebagai berikut :

Gambar 2.28. Bentuk Fisik LCD 2x16

(http://www.skpang.co.uk/catalog/2x16-characters-stn-yelgrn-yelgrn-led-bl-5v-p-

138.html)

Gambar 2.29. Rangkaian Antarmuka LCD 2x16

(http://frankyoneza.wordpress.com/2009/08/05/aplikasi-lcd-pada-mikrokontroller/)

Aplikasi sebuah LCD cukup digemari pecinta elektronik karena

aplikasi pemrogramannya yang relatif lebih mudah dibandigkan dengan

pemrograman seven segment. Kongfigurasi LCD 2x16 sebagai berikut:

Tabel 2.2. Kongfigurasi Pin LCD

NO Nama Pin Deskripsi

1 GND 0 Volt

2 VCC 5 Volt

3 VEE LCD Contras Voltage

4 RS Register Select: 1=Data Input,0=Instruksi

5 R/W 1=Read, 0=Write

6 E Enable Clock

7 DB0 Data Bus 0

8 DB1 Data Bus 1

9 DB2 Data Bus 2

10 DB3 Data Bus 3

11 DB4 Data Bus 4

12 DB5 Data Bus 5

13 DB6 Data Bus 6

14 DB7 Data Bus 7

15 Anoda Positif Backlight Voltage (4-4,2V;50-200mA)

16 Katoda Negatif Backlight Voltage (0V;GND)

(sumber : http://dea-yovita.yolasite.com/output-device.php)

3. Code Vision C Kompiler

CodeVision AVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated

Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator

yang didesain untuk microcontroller buatan Atmel seri AVR.

CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98,

Me, NT4, 2000, dan XP. File object COFF hasil kompilasi dapat

digunakan untuk keperluan debugging pada tingkatan C, dengan

pengamatan variabel, menggunakan debugger Atmel AVR Studio.

Selain library standar C, CodeVisionAVR juga mempunyai library

tertentu untuk:

a. Modul LCD alphanumeric

b. Sensor Suhu LM75 dari National Semiconductor

c. Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan

DS1307 dari Maxim/Dallas Semiconductor

d. Protokol 1-Wire dari Maxim/Dallas Semiconductor

e. Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas

Semiconductor

f. Termometer/Termostat DS1621 dari Maxim/Dallas Semiconductor

g. EEPROM DS2430 dan DS2433 dari Maxim/Dallas Semiconductor

h. SPI

i. Power Management

j. Delay

CodeVision AVR juga mempunyai Automatic Program Generator

bernama CodeWizard AVR yang mengijinkan anda untuk menulis dalam

hitungan menit semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-

fungsi berikut:

a. Set-up akses memori eksternal

b. Identifikasi sumber reset untuk chip

c. Inisialisasi port input atau output

d. Inisialisasi interupsi eksternal

e. Inisialisasi Timer atau Counter

f. Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer

yang digerakkan oleh interupsi

g. Inisialisasi Pembanding Analog

h. Inisialisasi ADC

i. Inisialisasi Antarmuka SPI

j. Inisialisasi Antarmuka Two-Wire

(Sumber: http://student.eepis-its.edu/sekilas-codevisionAVR.pdf)

D. Rangkaian Driver Kompresor AC

Gambar 2.30. Rangkain Driver Kompresor AC

1. Transistor

Menurut (Albert P. Malvino,1985: 111) Transistor merupakan

komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor pada tahun 1951

ditemukan oleh seseorang yang bernama Shockley, bahan semi konduktor

ini mengubah industri elektronik begitu cepat. Transistor adalah

semikonduktor yang terdiri dari dua sambungan (junction). Sambungan itu

membentuk tipe PNP dan tipe NPN. Ujung-ujung terminalnya masing-

masing disebut collector, base dan emitter. Transistor merupakan

komponen yang susunannya sederhana bila dibandingkan dengan IC

(Integrated Circuit).

Gambar 2.31. Lambang Transistor NPN dan PNP

( http://www.rizkyagung.com/komponen-dasar-transistor/ )

Gambar 2.32. Bentuk Fisik Transistor

( http://afrissmknpur.blogspot.com/2010/10/komponen-elektronika_08.html )

Penggunaan transistor umumnya terdapat tiga konfigurasi sambungan

transistor yaitu common colector, common basis, common emitor.

Transistor NPN secara umum digunakan dengan aplikasi sebagai saklar.

Menurut (Albert P. Malvino,1985: 128), pengaplikasian transistor sebagai

saklar berarti transistor dioperasikan pada salah satu titik saturasi atau titik

sumbat, tetapi tidak di tempat-tempat sepanjang garis beban. Transistor

berada dalam keadaan saturasi menyebabkan transistor seolah-olah

merupakan sebuah saklar tertutup dan apabila transistor tersumbat (cut

off), maka transistor ini berfungsi seperti sebuah saklar yang terbuka.

Gambar 2.33. Daerah Kerja Transistor

(Sumber : Malvino, 1985: 128)

a. Arus Emiter

Hukum Kirchhoff mengatakan bahwa jumlah arus yang masuk ke

satu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Teorema

tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan

hubungan :

IE = IC + IB …………….. (13)

Persamanaan (13) tersebut mengatakan arus emiter IE adalah

jumlah dari arus kolektor IC dengan arus base IB, karena arus IB

sangat kecil sekali atau disebutkan IB << IC, maka dapat di nyatakan :

IC ≈ IE …………… (14)

b. Alpha (α)

Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesifikasi α

dc (alpha dc) yang tidak lain adalah :

α dc =

……………. (15)

Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus

emitor, karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan

besar arus emiter maka idealnya besar α dc adalah = 1 (satu).

Transistor yang ada biasanya memiliki α dc kurang lebih antara 0.95

sampai 0.99.

c. Beta (β)

Defenisinya adalah perbandingan antara arus kolektor dengan

arus base.

β dc =

……………. (16)

β adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan

arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di

databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian

elektronika dalam merencanakan rangkaiannya.

d. Common Emitter (CE)

Rangkaian CE adalah rangkaian yang paling sering digunakan

untuk berbagai aplikasi yang mengunakan transistor. Dinamakan

rangkaian CE, sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt

dihubungkan pada titik emiter.

e. Kurva Base

Hubungan antara IB dan VBE tentu saja akan berupa kurva diode,

karena memang telah diketahui bahwa junction base-emitor tidak lain

adalah sebuah dioda. Hukum Ohm apabila diterapkan pada loop base

diketahui adalah :

IB = (VBB - VBE) / RB ......................... (17)

VBE adalah tegangan jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya

akan mengalir jika tegangan antara base-emitor lebih besar dari VBE,

sehingga arus IB mulai aktif mengalir pada saat nilai VBE tertentu.

Di bawah ini merupakan gambar dari transistor BD 139 yang

dipakai untuk mendukung kinerja rangkaian drver kompresor AC.

Gambar 2.34. Bentuk Fisik dan Simbol Transistor BD 139

(Sumber : http://www.hobby-bastelecke.de/projekte/led_kette.htm)

2. Relai

Relai memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi

output rangkaian pendrivernya (pengemudinya). Arus yang digunakan

pada rangkaian adalah arus DC. Relai terdiri dari 3 bagian utama,

yaitu:

a. Koil : Lilitan dari relai

b. Common : Bagian yang tersambung dengan NC (dlm keadaan

normal)

c. Kontak : Terdiri dari NC dan NO

Prinsip kerja dari relai adalah jika lilitan kawat mendapatkan arus,

inti besi lunak menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak.

Switch kontak mengalami gaya tarik magnet sehingga berpindah posisi

ke kontak lain atau dari kontak NC ke kontak NO, begitu juga

sebaliknya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada

kumparan relai, dan relai akan kembali ke posisi semula yaitu normally-

off, bila tidak ada lagi arus yag mengalir padanya. Posisi normal relai

tergantung pada jenis relai yang digunakan, dan pemakaian jenis relai

tergantung pada keadaan yang diinginkan dalam suatu rangkaian atau

sistem.

Susunan kontak pada relai adalah:

a. Normally Open : Relai akan menutup bila coil dialiri arus

listrik.

b. Normally Close : Relai akan membuka bila coil dialiri arus

listrik.

c. Changeover : Relai ini memiliki kontak tengah yang

akan melepas diri dan membuat kontak

lainnya berhubungan.

Gambar 2.35. Bentuk Fisik Relai dan Simbol Relai

(http://meriwardana.blogspot.com/2011/11/prinsip-kerja-relay.html)

Dilihat dari kontruksi dan prinsip kerjanya, maka komponen relai

cocok untuk mendukung kinerja rangkaian driver kompresor AC. Relai

disini difungsikan untuk memutus dan menghubungkan arus kompresor

AC. Secara konstruksi relai terdapat kontak-kontak yang dijalankan

berdasarkan electromagnet, dimana kontak-kontaknya dapat ON dan

OFF jika kumparannya dilewati arus.

E. Efisiensi Energi Listrik

Konservasi energi sistem tata udara pada bangunan gedung di Indonesia

dimulai sejak tahun 1985 dengan diperkenanlkannya program DOE

(Departemen of Energy, USA) oleh Departemen Pekerjaan Umum.

Perkembangan selanjutnya nyaris tidak terdengar sampai tahun 1987. Tahun

1987, ASEAN bekerjasama dengan USAID sekaligus memperkenalkan

program ASEAM (A Simplified Energy Analysis Methode). Sejak itu mulailah

masalah konservasi energi terangkat kembali ke permukaan di Indonesia.

Dalam rangka lebih meningkatkan usaha konservasi energi, Direktorat

Pengembangan Energi, Departemen Pertambangan dan Energi mewakili

pemerintah, asosiasi profesi, perguruan tinggi, suplier, konsultan, kontraktor

dan pengelola bangunan gedung, bersama-sama menyusun beberapa buku

petunjuk teknis Konservasi Energi, diantaranya “Petunjuk Teknis Sistem Tata

Udara pada bangunan gedung“. Melihat perkembangannya, Petunjuk Teknis

ini selanjutnya disarikan menjadi “SNI Konservasi Energi tata udara pada

Bangunan Gedung“. Dengan demikian antara “SNI Konservasi Energi tata

udara pada Bangunan Gedung“ dan “Petunjuk Teknis Konservasi Energi

Sistem tata udara pada Bangunan Gedung“ merupakan satu kesatuan yang

tidak dapat dipisahkan.

Menurut Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 tentang Konservasi

Energi, definisi konservasi energi adalah upaya sistematis, terencana, dan

terpadu guna melestarikan sumber daya energi dalam negeri serta

meningkatkan efisiensi pemanfaatannya. Pelaksanaan konservasi energi

mencakup seluruh aspek dalam pengelolaan energi yaitu:

5. Penyediaan Energi

6. Pengusahaan Energi

7. Pemanfaatan Energi

8. Konservasi Sumber Daya Energi

Efisiensi merupakan salah satu langkah dalam pelaksanaan konservasi

energi. Efisiensi energi adalah istilah umum yang mengacu pada penggunaan

energi lebih sedikit untuk menghasilkan jumlah layanan atau output berguna

yang sama. Di masyarakat umum kadang kala efisiensi energi diartikan juga

sebagai penghematan energi. (http://konservasienergiindonesia.info/energy)

Tabel 2.3. Standar Intensitas Konsumsi Energi Indonesia (IKE)

(sumber ; http://akuinginhijau.files.wordpress.com/2008/03/panduan-hemat-energi-

hotel.pdf)

Indonesia adalah negara tropis dengan tingkat suhu dan kelembaban yang

tinggi. Melalui kemajuan teknologi, suhu dan kelembaban tinggi ini bisa

dimanipulasi melalui perbaikan perlengkapan ventilasi untuk mengontrol

sirkulasi udara yang alami, ataupun dengan pemakaian kipas angina tau AC

(Air Conditioner). Untuk mencapai titik kenyamanan ini, ada istilah yang

disebut thermal comfort (kenyamanan terhadap kondisi udara sekitar). Pada

titik ini, suhu udara, sirkulasi dan kebersihan udara tidak mengganggu kinerja

manusia. Standar thermal comfort untuk Negara-negara tropis berkisar

diantara 240-26

0C, dengan kelembaban udara 50-60%.

Persyaratan sistem tata udara, meliputi :

1. SNI 03-6390-2000 Konservasi energi sistem tata udarapada bangunan

gedung

2. SNI 03-6572-2001 Tata cara perancangan sistemventilasi dan

pengkondisian udara pada bangunangedung, atau edisi terbaru

3. Inpres No. 9/1982 about Energy Conservation

4. Presidential Decree No. 43/1991 about Energy Conservation

5. Presidential Instruction No. 10/2005 about Energy Saving

6. Ministerial Energy and Mineral Resources Regulation No. 0031/2005

7. about Operational Manual of Energy Saving

8. Master Plan of National Energy Conservation (RIKEN) year 1995 & 2005

9. Presidential Decree No. 5/2006 about National Energy Policy

10. Energy Law No. 30/2007

Table 2.4. Kriteria Tingkat Kenyamanan Ruang (SNI 03-6390-2000)

(Sumber : http://www.egeec.apec.org/www/UploadFile/EGEEC34_session economy

report_Indonesia.pdf)

Table 2.5. Air Conditioning System (SK SNI T-14-1993-030)

(Sumber :

http://www.egeec.apec.org/www/UploadFile/EGEEC34_session_economy

report_Indonesia.pdf)

F. Pendingin Udara (Air Conditioner)

1. Pengertian Air Conditioner (AC)

Air Conditioner merupakan sebuah alat yang mampu mengkondisikan

udara. Dengan kata lain, AC berfungsi sebagai penyejuk udara yang

diinginkan ( sejuk atau dingin ) dan nyaman bagi tubuh. AC lebih banyak

digunakan di wilayah yang beriklim tropis dengan kondisi temperatur

udara yang relatif tinggi (panas).

2. Cara Kerja Sistem Air Conditioner (AC)

Sistem dan mekanisme AC banyak dikembangkan oleh para ahli, dan

setiap perusahaan produsennya menawarkan berbagai keunggulan dalam

setiap sistem yang dipakai. Keunggulan yang ditawarkan biasanya dalam

hal pengoperasian dan energi yang digunakan baik sistem yang di luar

ruangan (outdoor) juga sistem di dalam ruang (indoor). Secara garis besar

prinsip kerja air conditioner adalah sebagai berikut:

Gambar 2.36. Sistem Kerja Air Conditioner (AC)

(Sumber : http://cvastro.com/cara-kerja-sistem-ac-ruangan.htm)

a. Udara di dalam ruangan dihisap oleh kipas sentrifugal yang ada dalam

evaporator dan udara bersentuhan dengan pipa coil yang berisi cairan

refrigerant. Dalam hal ini refrigerant akan menyerap panas udara

sehingga udara menjadi dingin dan refrigerant akan menguap dan

dikumpulkan dalam penampung uap.

b. Tekanan uap yang berasal dari evaporator disirkulasikan menuju

kondensor, selama proses kompresi berlangsung, temperatur dan

tekanan uap refrigerant menjadi naik dan ditekan masuk ke dalam

kondensor.

c. Untuk menurunkan tekanan cairan refrigerant yang bertekanan tinggi

digunakan katup ekspansi untuk mengatur laju aliran refrigerant yang

masuk dalam evaporator.

d. Pada saat udara keluar dari condensor udara menjadi panas. Uap

refrigerant memberikan panas kepada udara pendingin dalam

condensor menjadi embun pada pipa kapiler. Dalam mengeluarkan

panas pada condensor, dibantu oleh kipas propeller.

e. Pada sirkulasi udara dingin terus-menerus dalam ruangan, maka perlu

adanya thermostat untuk mengatur suhu dalam ruangan atau sesuai

dengan keinginan.

f. Udara dalam ruang menjadi lebih dingin dibanding diluar ruangan

sebab udara di dalam ruangan dihisap oleh sentrifugal yang terdapat

pada evaporator kemudian terjadi udara bersentuhan dengan pipa/coill

evaporator yang didalamnya terdapat gas pendingin (freon). Di sini

terjadi perpindahan panas sehingga suhu udara dalam ruangan relatif

dingin dari sebelumnya.

g. Suhu di luar ruangan lebih panas dibanding di dalam ruangan, sebab

udara yang di dalam ruangan yang dihisap oleh kipas sentrifugal dan

bersentuhan dengan evaporator, serta dibantu dengan komponen AC

lainnya, kemudian udara dalam ruangan dikeluarkan oleh kipas udara

kondensor. Dalam hal ini udara di luar ruangan dapat dihisap oleh

kipas sentrifugal dan masuknya udara melalui kisi-kisi yang terdapat

pada AC.

h. Gas refrigerant bersuhu tinggi saat akhir kompresi di condensor

dengan mudah dicairkan dengan udara pendingin pada sistem air

cooled atau uap refrigerant menyerap panas udara pendingin dalam

condensor sehingga mengembun dan menjadi cairan di luar pipa

evaporator.

i. Karena air atau udara pendingin menyerap panas dari refrigerant, maka

air atau udara tersebut menjadi panas pada waktu keluar dari

kondensor. Uap refrigerant yang sudah menjadi cair ini, kemudian

dialirkan ke dalam pipa evaporator melalui katup ekspansi. Kejadian

ini akan berulang kembali seperti di atas.

3. Sistem Kelistrikan Air Conditioner Split

Pada gambar 2.37 dibawah ini ditunjukkan gambar wiring diagram

kelistrikan pada unit Air Conditioner.

Gambar 2.37. Spilt Air Conditioner Wiring Diagram

(Sumber:http://hvactutorial.wordpress.com/air-conditioning-system/domestic-split-

air-conditioning-system/split-air-conditioner-wiring-diagram/)

4. Komponen-komponen pada AC

Komponen AC dikelompokan menjadi 4 bagian, yaitu komponen

utama, komponen pendukung, kelistrikan, dan bahan pendingin

(refrigerant) komponen utama AC diantaranya:

a. Kompresor

Kompresor adalah sebuah alat yang berfungsi untuk menyalurkan gas

refrigerant ke seluruh sistem. Jika dianalogikan, cara kerja kompresor

AC layaknya seperti jantung di tubuh manusia. Kompresor memiliki 2

pipa, yaitu pipa hisap dan pipa tekan. Dan memiliki 2 daerah tekanan,

yaitu tekanan rendah dan tekanan tinggi. Ada tiga jenis kompresor,

yaitu : kompresor torak ( reciproacting ) kompresor sentrifugal, dan

kompresor rotary.

Gambar 2.38. Fisik Kompresor AC

(Sumber : http://arisandidelta75.blogspot.com/2011/01/ac-sentral.html)

b. Kondensor

Kondensor berfungsi sebagai alat penukar kalor, menurunkan

temperatur refrigerant, dan mengubah wujud refrigerant dari bentuk

gas menjadi cair. kondensor pada AC biasanya di simpan pada luar

ruangan (outdoor). Kondensor biasanya didinginkan oleh kipas (FAN),

fan ini berfungsi menghembuskan panas yang di hasilkan kondensor

pada saat pelepasan kalor yang di serap oleh gas refrigerant. Agar

proses pelepasan kalor bisa lebih cepat, pipa kondensor didesain

berliku dan dilengkapi dengan sirip.

Gambar 2.39. Fisik Kondensor

(Sumber : http://arisandidelta75.blogspot.com/2011/01/ac-sentral.html)

c. Pipa Kapiler

Pipa kapiler merupakan komponen utama yang berfungsi menurunkan

tekanan refrigerant dan mengatur aliran refrigerant menuju

evaporator. Fungsi utama pipa kapiler ini sangat vital karena

menghubungkan dua bagian tekanan berbeda, yaitu tekanan tinggi dan

tekanan rendah. refrigerant bertekanan tinggi sebelum melewati pipa

kapiler akan di ubah atau diturunkan tekananya. Akibat dari penurunan

tekanan refrigerant menyebabkan penurunan suhu. Pada bagian inilah

(pipa kapiler) refrigerant mencapai suhu terendah (terdingin). Pipa

kapiler terletak antara saringan (filter) dan Evaporator.

Gambar 2.40. Fisik Pipa Kapiler

(Sumber : http://arisandidelta75.blogspot.com/2011/01/ac-sentral.html)

d. Evaporator

Evaporator berfungsi menyerap dan mengalirkan panas dari udara ke

refrigerant. Akibatnya, wujud cair refrigerant setelah melewati pipa

kepiler akan berubah wujud menjadi gas. Secara sederhana, evaporator

bisa di katakan sebagai alat penukar panas. Udara panas di sekitar

reuangan ber-AC diserap oleh evaporator dan masuk melewati sirip-

sirip pipa sehingga suhu udara yang keluar dari sirip-sirip menjadi

lebih rendah dari kondisi semua atau dingi. Sirkulasi udara ruangan

ber-AC diatur oleh blower indoor. Biasanya evaporator ditempatkan

pada dalam ruangan.

Gambar 2.41. Fisik Evaporator

(Sumber : http://arisandidelta75.blogspot.com/2011/01/ac-sentral.html)

Komponen pendukung AC diantaranya :

1) Strainer Atau Saringan

Strainer atau saringan berfungsi menyaring kotoran yang terbawa

oleh refrigerant di dalam sistem AC, kotoran yang lolos dari

saringan karena strainer rusak dapat menyebabkan penyumbatan

pipa kapiler. Akibatnya, sirkulasi refrigerant menjadi terganggung.

Biasanya, kotoran yang menjadi penyumbat sistem pendingn,

seperti karat dan serpihan logam.

2) Accumulator

Accumulator berfungsi sebagai penampung sementara refrigerant

cair bertemperatur rendah dan campuran minyak pelumas

evaporator. Selain itu, accumulator berfungsi mengatur sirkulasi

aliran bahan refrigerant agar bisa keluar-masuk melalui saluran

isap kompresor. Untuk mencegah agar refrigerant cair tidak

mengalir ke kompresor, accumulator mengkondisikan wujud

refrigerant tetap dalam wujud gas. Sebab, ketika wujud refrigerant

berbentuk gas akan lebih mudah masuk ke dalam kompresor dan

tidak merusak bagian dalam kompresor.

3) Minyak Pelumas Kompresor

Minyak pelumas atau oli kompresor pada sistem AC berguna untuk

melumasi bagian-bagian kompresor agar tidak cepat aus karena

gesekan. Selain itu, minyak pelumas berfungsi meredam panas di

bagian-bagian kompresor. Sebagian kecil dari oli kompresor

bercampur dengan refrigerant, kemudian ikut bersirkulasi di dalam

sistem pendingin melewati kondensor dan evaporator. Oleh sebab

itu, oli kompresor harus memiliki persyaratan khusus, yaitu bersifat

melumasi, tahan terhadap temperatur kompresor yang tinggi,

memiliki titik beku yang renndah, dan tidak menimbulkan efek

negatif pada sifat refrigerant serta komponen AC yang dilewatinya.

4) Kipas ( fan atau blower )

Pada komponen AC, blower terletak di bagian indoor yang

berfungsi menghembuskan udara dingin yang di hasilkan

evaporator. Fan atau kipas terletak pada bagian outdoor yang

berfungsi mendinginkan refrigerant pada kondensor serta untuk

membantu pelepasan panas pada kondensor.

Gambar 2.42. Kipas Outdoor dan Indoor AC

(Sumber : http://www.alibaba.com/product)

Komponen kelistrikan pada AC :

a) Thermistor

Thermistor adalah alat pengatur temperatur. Dengan begitu,

thermistor mampu mengatur kerja kompresor secara otomatis

berdasarkan perubahan temperatur. Thermistor dirancang agar

memiliki tahanan yang nilainya semakin mengecil ketika

temperatur bertambah. Pada unit AC, ada dua jenis thermistor,

yaitu thermistor temperatur ruangan dan thermistor pipa

evaporator. Thermistor temperatur ruangan berfungsi menerima

respon perubahan temperatur dan hembusan evaporator.

Thermistor pipa berfungsi menerima perubahan temperatur pada

pipa evaporator

b) PCB Kontrol

PCB Kontrol merupakan alat mengatur kerja keseluruhan Unit

AC. Jika di analogika, fungsi PCB kontrol menyerupai fungsi

otak manusia. Di dalam komponen PCB Kontrol terdiri dari

bermacam-macamalatelektronik,sperti : thermistor, sensor,

kapasitor, IC, trafo, fuse, saklar, relai, dan alat elektronik

lainnya. Fungsinya pun beragam, mulai dari mengontrol

kecepatan blower indoor, pergerakan swing, mengatur

temperatur, lama pengoperasian (timer), sampai menyalakan

atau menonaktifkan AC.

c) Kapasitor

Kapasitor merupakan alat elektronik yang berfungsi sebagai

penyimpanan muatan listrik sementara. Dikatakan sementara,

kapasitor akan melepaskan semua muatan listrik yang

terkandung secara tiba-tiba dalam waktu yang sangat singkat.

Besarnya muatan yang bisa ditampung tergantung dari kapasitas

kapasitor. Satuan dari kapasitas kapasitor adalah Farad (F).

Kapasitor difungsikan sebagai penggerak pada saat start

kompresor pertama kali atau starting capasitor. Pada unit AC,

biasanya terdapat dua starting kapasitor, yaitu sebagai

penggerak kompresor dan motor kipas (fan). pada kompresor

AC bertenaga 0.5 – 2 PK memiliki start kapasitor berukuran 15-

50 nF. Pada motor kipas (fan indoor atau outdoor) memiliki

start kapasitor berukuran 1-4 nF.

Gambar 2.43. Fisik Kapasitor

(Sumber : http://www.alibaba.com/product)

d) Overload Motor Protector (OMP)

Overload Motor Protector (OMP) merupakan alat pengaman

motor listrik kompresor (biasanya terdapat pada jenis kompresor

hermetik). Kerja OMP dikendalikan oleh sensor panas yang

terbuat dari campuran bahan logam dan bukan logam (bimetal).

Batang bimetal inilah yang membuka dan menutup arus listrik

secara otomatis ke motor listrik. Ketika bimetal dilewati arus

listrik tinggi secara terus menerus atau kondisi kompresor yang

terlalu panas, bimetal akan membuka sehingga arus listrik

menuju kompresor akan putus. Begitu juga sebaliknya, ketika

suhu kompresor turun, bimetal akan menutup, arus listik akan

mengalir menuju kompresor sehingga kompresor akan kembali

bekerja. Penempatan OMP pada kompresor hermetik ada dua

macam, yaitu external OMP (diletakan di luar body kompresor)

dan internal OMP (diletakan di dalam kompresor). External

OMP digunakan untuk mesin compresor AC yang tidak terlalu

besar(0,5-1 PK), sedangkan internal OMP banyak terdapat pada

mesin kompresor AC yang besar (1,5-2PK).

Gambar 2.44. Overload Motor Protector (OMP)

(Sumber : http://guna-1blog.blogspot.com/2011/11/teori-dasar-mesin-cuci-

pakaian.html)

e) Motor Listrik

Motor listrik berfungsi untuk menggerakan kipas (outdoor) dan

blower (indoor). Bentuk dan ukuran motor listrik indoor dan

outdoor berbeda. Untuk membantu memaksimalkan putaran,

baik pada motor listrik indoor maupun outdoor, dibutuhkan start

kapasitor yang berfungsi menggerakan motor listrik pertama kali

sampai mencapai putaran penuh. Selanjutnya, fungsi start

capasitor akan digantikan oleh arus listrik PLN untuk memutar

kedua motor listrik tersebut.

Gambar 2.45. Motor Listrik

(Sumber : http://guna-1blog.blogspot.com/2011/11/teori-dasar-mesin-cuci-

pakaian.html)

f) Motor Kompresor

Motor kompresor berfungsi menggerakan mesin kompressor.

Ketika motor bekerja, kompresor akan berfungsi sebagai

sirkulator bahan pendingin menuju ke seluruh bagian sistem

pendingin. Umumnya, motor kompresor dikemas menjadi satu

unti dengan kompresornya. Serupa dengan motor kipas, untuk

start awal motor kompresor juga menggunakan bantuan start

kapasitor.