PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/14237/1/09E02633.pdf · Gambar 3.6 Rangkaian relay pengendali Heater 220 volt AC 25 Gambar 3.7 Rangkaian

PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS

BERBASIS ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

L. KRISTANTO ADYNATA SITORUS

062408037

PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

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

PERNYATAAN

PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS BERBASIS

ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 15 Juli 2009

L. KRISTANTO ADYNATA SITORUS

062408037


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

anugerah dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir

ini. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Bapak Dr. Eddy Marlinto, M.Sc,

selaku Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Bapak Dr.

Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Departemen Fisika, Bapak Drs. Syahrul

Humaidi, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas

Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Bapak Drs.Nasir Saleh, M.Eng.Sc selaku

Dosen pembimbing praktek proyek, Orang tua saya Bapak D. Sitorus, dan Ibu R. br

Napitupulu, beserta Saudari Esra Novita br sitorus dan Dessy Christin br Sitorus

selaku adik penulis yang telah banyak memberikan semangat dan bantuan baik secara

moril maupun materi. Saudari Ledy Nova Lina Sagala yang dikasihi, yang juga

banyak memberikan dukungan dan perhatian kepada penulis dalam menyelesaikan

laporan ini. Kepada teman-teman mahasiswa/i Fisika Intrumentasi khususnya stambuk

2006 yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membantu penulis.

Penulis menyadari dalam pembuatan laporan dari perancangan proyek ini

masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan proyek ini.

Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak

yang membantu dalam menyelesaikan proyek ini. Semoga Tuhan selalu memberkati.

Medan, 15 Juli 2009

Penulis


ABSTRAK

Saat ini aktivitas kehidupan perkotaan sangat padat seiring kemajuan zaman.

Hal ini menuntut tercipta gaya hidup atau lifestyle masyrakat kota yang selalu

berubah. Kesibukan yang padat menuntut mereka harus selalu menjaga kebugaran

mereka agar senantiasa tetap bekerja secara efektif dan maksimal. Dan salah satu cara

untuk menjaga kebugaran tubuh adalah dengan mandi air hangat.

Saat ini teknologi di bidang instrumentasi berkembang dengan pesat khusus

pada bidang otomasi telah banyak ditemui komponen-komponen pendukung yang

tersedia di Toko Elektronik. Apalagi saat ini sebuah mikrokontroler (IC) semakin

lebih sederhana dengan kemampuan yang didukungnya telah ditambah. Dan untuk

harganya sendiri sudah agak terjangkau.

Untuk itu diciptakan suatu alat yang mampu memanaskan air secara otomatis

dimana air akan disalurkan dari bak penampung kemudian di bawah ke pemanas air

lalu disalurkan ke kolam mandi. Dan keseluruhan proses tersebut akan ditampilkan

berupa tampilan LCD.

Keyword: Pemanas Air Kolam, ATMega8535


DAFTAR ISI

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR GAMBAR. viii

DAFTAR TABEL ix

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang Penulisan 1

1.2 Rumusan Masalah 1

1.3 Tujuan Penulisan 2

1.4 Batasan Masalah 2

1.5 Sistematika Penulisan 3

BAB 2 TINJAUAN TEORITIS 5

2.1 Mikrokontroler ATMega8535 5

2.1.1 Arsitektur ATMega8535 6

2.2 LM 35 9

2.3 Komponen-komponen Pendukung 11

2.3.1 Resistor 11

2.3.2 Kapasitor 12

2.3.3 Transistor 13

2.3.4 Potensiometer 16

2.3.5 LCD 18

2.4 Software CodeVisionAVR (Editor dan Downloader) 19


BAB 3 PERANCANGAN ALAT 20

3.1 Diagram Blok Rangkaian 20

3.2 Perancangan Power Supplay (PSA) 21

3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 22

3.4 Rangkaian Sensor temperatur 23

3.5 Rangkaian Display LCD 24

3.6 Rangkaian Relay 24

3.7 Perancangan Rangkaian Sensor 26

3.8 Diagram Alir Pemrograman 28

BAB 4 PENGUJIAN ALAT 29

4.1 Pengujian Minimum Sistem 29

4.2 Pengujian Rangkaian Relay 31

4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Air 33

4.4 Pengujian Rangkaian Secara Keseleruhan 34

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 35

5.1 Kesimpulan 35

5.2 Saran 35

DAFTAR PUSTAKA 36

LAMPIRAN A 37

LAMPIRAN B 38


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATMega8535 7

Gambar 2.2 Arsitektur ATMega8535 8

Gambar 2.3 Sensor Suhu LM35 9

Gambar 2.4 Grafik akurasi LM35 terhadap suhu 11

Gambar 2.5 Resistor Karbon 11

Gambar 2.6 Electrolytic Capacitor (ELCO) 12

Gambar 2.7 Ceramic Capacitor 13

Gambar 2.8 Simbol Tipe Transistor 13

Gambar 2.9 Transistor sebagai saklar ON 14

Gambar 2.10 Transistor sebagai saklar OFF 15

Gambar 2.11 Potensiometer 17

Gambar 2.12 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer 17

Gambar 2.13 Tampilan LCD 18

Gambar 2.14 CodevisionAVR 19

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 20

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply (PSA) 21

Gambar 3.3 Rangkaian Mirokontroler ATMega8535 22

Gambar 3.4 Rangkaian sensor Temperatur 23

Gambar 3.5 Rangkaian Display LCD 24

Gambar 3.6 Rangkaian relay pengendali Heater 220 volt AC 25

Gambar 3.7 Rangkaian relay pengendali pompa air 220 volt AC 26

Gambar 3.8 Penempatan sensor pada tempat pada air 27

Gambar 3.9 Rangkaian relay Penguat sensor 28


DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Bentuk tampilan LED 30

Tabel 4.2 Hasil pengukuran tegangan sensor air 33

Tabel 4.3 Hasil pengukuran Suhu 34


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penulisan

Dengan Teknologi yang berkembang pesat saat ini hampir seluruh

kegiatan manusia tidak dapat dipisahkan dengan teknologi. Teknologi yang

digunakan pun semakin canggih dan semakin otomatis (praktis). Tentu saja hal

ini sangat menguntungkan dan memberikan kenyamanan bagi manusia,

dimana pekerjaan yang seharusnya terasa berat, sukar, dan lama dapat menjadi

ringan, mudah dan cepat.

Untuk melakukan ini dibutuhkan suatu sistem otomasi. Dimana sistem ini

berfungsi secara otomatis untuk menggerakkan suatu plant tersebut. Sehingga

dengan adanya system otomasi ini, maka pekerjaan manusia yang tadinya

dikerjakan secara manual, dapat digantikan fungsinya secara otomatis dengan

menggunakan mesin. Prinsip kerja otomasi dapat digunakan pada peralatan

seperti pemanas air kolam otomatis.

Sering kita melepas lelah setelah banyak melakukan aktivitas sehari-hari.

Banyak tempat yang dapat dikunjungi untuk melepas lelah seperti: sauna,

Jacuzzi, pemandian air panas dan sebagainya. Pemandian air panas seringkali

jadi pilihan favorit yang sering dituju. Karena Fasilitas ini banyak diminati

orang khusunya orang muda karena selain menghilangkan keletihan juga

sering dipakai untuk menjaga kebugaran tubuh apalagi pada saat ini cuaca

terkadang tidak menentu. Untuk mendukung itu sangat tepat diterapkannya

sebuah alat untuk memanaskan air kolam.

1.2 Rumusan Masalah

Tugas Akhir ini membahas tentang perangkat keras dan lunak yang

meliputi perakitan suatu sistem pemanas air kolam yang terdiri dari sensor

suhu, heater, dan pompa air. Mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pusat

kendalinya.


2

Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk :

1. Memenuhi syarat untuk memenuhi mata kuliah Praktek Proyek untuk

mahasiswa Program Studi D-3 Fisika Instrumentasi Departemen Fisika

FMIPA USU.

2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi

sistem kontrol dan sistem kendali sebagai bidang yang diketahui.

3. Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari

perkuliahan terhadap kehidupan masyarakat.

4. Membuat dan mengetahui aplikasi pemrograman berbasis

mikrokontroler Atmega8535.

5. Untuk mengetahui cara membuat sistem pemanas yang berbasis

mikrokontroler Atmega8535.

6. Untuk mengetahui cara berkomunikasi antar mikrokontroler dengan

LCD atau penampilnya.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengetahui suhu temperatur dari

air yang dipanaskan.

2. Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengetahu level batas dari

permukaan suatu air yang masuk kedalam bak pemanas.

3. Memanfaatkan pompa air dan heater sebagai alat kerja sistem pemanas

yang dapat dikendalikan secara otomatis oleh mikrokontroler.

1.4 Batasan Masalah

Pembahasan masalah dalam laporan proyek ini hanya mencakup masalah-

masalah sebagai berikut:

1. Sistem pemanas menggunakan mikrokontroler ATMega8535.

2. Sistem pemanas ini menggunakan heater (pemanas), motor akuarium

(pompa air), dan LM35 sebagai sensor suhu.


3

3. Adapun batas suhu pemanasan air sampai berkisar 38 o

C dan akan

melakukan pemanasan kembali jika suhu air turun dibawah 34 o

C.

4. Bahasa pemrograman menggunakan C++ dengan mengunakan

software Codevision AVR.

5. Pembahasan hanya sebatas pemrograman mikrokontroler (IC

ATMEGA8535) dan perangkat keras sistem pemanas seperti pompa

air AC dan Heater, untuk interfacing untuk pemograman dari

computer ke mikrokontroler tidak dibahas.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis

membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari

simulasi pemananas air kolam berbasis mikrokontroler ATMega8535, maka

penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB 1. PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah,

tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB 2. TINJAUAN TEORITIS

Tinjauan teoritis, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang

digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian Teori pendukung

itu antara lain tentang mikrokontroler ATMega8535 (hardware dan software),

bahasa program yang digunakan serta karekteristik dari komponen-komponen

pendukung.

BAB 3. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok

dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari

program yang akan diisikan ke mikrokontroler ATMega8535.


4

BAB 4. PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja

alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk

mengaktipkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke

mikrokontroler ATMega8535.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari

pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian

ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu

metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.


5

BAB 2

TINJAUAN TEORITIS

2.1. Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor

dan memori program (ROM/Read Only Memory) serta memori serbaguna

(RAM/Read Acess Memory), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang

memiliki fasilitas ADC(Analog to Digital Converter) dalam satu kemasan.

Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan populer.

Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel,

Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain - lain.

Dari beberapa vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah

mikrokontroler buatan Atmel. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc

prosesor) memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit,

dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan

sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda

dengan instruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu

terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang

berbeda. AVR berteknologi RISC, sedangkan seri MCS 51 berteknologi CISC

(Complex Instruction Set Computing).

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga

ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya

yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral, dan

fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa

dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk

Atmel, yaitu ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah

ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap.

Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, AT Mega.

Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain

seperti ADC,EEPROM dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT

Mega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz

membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS 51.


6

Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai

mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya adalah sebagai

berikut.

Mikrokntoler ini merupakan produk keluaran atmel dan memiliki fitur

yang cukup lengkap. Mulai dari kapasitas memori program dan memori data

yang cukup besar, interupsi, timer/counter, analog comparator, EEPROM

internal dan juga ADC internal semuanya ada dalam ATMega 8535. Adapun

Fitur-fitur dari ATMega8535 :

a) 130 macam instruksi, yang semuanya dieksekusi dalam satu siklus

clock.

b) 32 x 8-bit register serba guna.

c) Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz..

d) 8 Kbyte Flash Memori, yang memiliki fasilitas In-System Programing.

e) 512 Byte internal EEPROM.

f) 512 Byte SRAM.

g) Programming Lock, fasilitas untuk mengamankan kode program..

h) 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit.

i) 4 channel output PWM

j) 8 channel ADC 10-bit.

k) Serial USART.

l) Master/Slave SPI serial interface.

m) Serial TWI atau 12C.

n) On-Chip Analog Computer.

2.1.1 Arsitektur ATMega8535

Mikrokontroler ATMega8535 memiliki arsitetur Harvard, yakni

memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga

dapat memaksimalkan untuk kerja dan paralelisme. Instruksi-instruksi dalam

memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada satu

instruksi-instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.


7

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin ATMega8535

Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega8535

sebagai berikut:

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.

2. GND merupakan pin ground.

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

4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus , yaitu

Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.

5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

TWI, komparator analog, dan Timer Oscilat.


8

6. Port D (PD0.. PD7 merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus, yaitu

komparator analog, interupsi eksternal, komunikasi serial.

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

32 x 8-bit regsister serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada

arithmetic Logic Unit (ALU) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari

register serba guna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit

pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori

data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X(gabungan R26

dan R27), register Y(gabungan 28 dan 29), register Z (gabungan R30 dan R31).

Selain reiste serbaguna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan

teknik memory mapped I/O sebesar 64 byte. Beberapa register digunakan untuk

fungsi khusus antara lain sebagai register kontrol timer/counter, interupsi, ADC,

EEPROM dan fungsi I/O(Input/Output) lainnya.

Gambar 2.2 Arsitektur ATMega8535


9

2.2. LM 35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi

untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen

elektronika- elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35

memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan

dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi

yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah

dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan

penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang

diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan

catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus

sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan

panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan

pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

Gambar 2.3 Sensor Suhu LM35

Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak

bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1

berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah

digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0

Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang

dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik

sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai

berikut :


10

VLM35 = Suhu* 10 mV

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan

suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada

penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula

disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar

0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini

diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh

sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya

jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35

berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh

interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang

ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan

simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang

mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass

kapasitor dari Vin untuk ditanahkan.

Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:

a. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan

suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

b. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.

c. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

d. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

e. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

f. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari

0,1 ºC pada udara diam.

g. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.


11

h. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 2.4 Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

2.3 Komponen-Komponen Pendukung

2.3.1 Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi

arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2

yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor Dan umumnya terbuat dari carbon

film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari

material yang lain.

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan

tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang

sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik,

sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan

material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar

menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.

Gambar 2.5 Resistor karbon


12

2.3.2 Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan

listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang

dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum

dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung

plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan

mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama

muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan

positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya

muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh

bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama

tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena

kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif

diawan.

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai

didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC,

Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang

saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan

yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor

diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya.

Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut

akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap

kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang

dipergunakan dalam perancangan ini.

Gambar 2.6 Electrolytic Capacitor (ELCO)


13

Gambar 2.7 Ceramic Capacitor

2.3.3 Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah

terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-

akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang

lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda

yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah

dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.

Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan

P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :

1. Transistor germanium PNP.

2. Transistor silikon NPN.

3. Transistor silikon PNP.

4. Transistor germanium NPN.

Gambar 2.8 Simbol tipe transistor

C

B

E

C

B

E

NPN PNP


14

Dimana Transistor NPN ialah arus listrik mengalir dari basis menuju

emiter dan Transistor PNP ialah arus listrik mengalir dari Emiter menuju

Basis.

Keterangan :

C = kolektor

E = emiter

B = basis

Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar

(switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah

penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.

Gambar 2.9 Transistor sebagai Saklar ON

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter

secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung

(short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt

pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt.

Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam

keadaan on seperti pada gambar 2.10

Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi

maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturasi adalah :

Saklar On

Vcc Vcc

IC R

RB

VB IB VBE

VCE


15

Rc

VccI max = ……………………………………………..…………(2.1)

Rc

VccI.hfe B = ………………………………………….………….(2.2)

Rc.hfe

VccI B = ……………………………………………………….(2.3)

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

B

BEBB

R

VVI

−= ……………………………………………………….(2.4)

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

BEB

B VRc.hfe

R.VccV += …………………………………………………(2.5)

Jika tegangan VB telah mencapai BE

BB V

Rc.hfe

R.VccV += , maka transistor

akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan

sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc

karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan

transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar

dibawah ini.

Gambar 2.10 Transistor Sebagai Saklar OFF

Saklar Off

Vcc Vcc

IC R

RB

VB IB VBE

VCE


16

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama

dengan tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :

hfe

II C

B = ……………………………………………………….….. (2.6)

IC = IB . hfe ….………………………………………………………(2.7)

IC= 0 . hfe ………..…………………………………………………(2.8)

IC= 0 ………………………………………………………………..(2.9)

Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan

rumus :

Vcc=Vc+ VCE …………..……………………………………….. (2.10)

VCE=Vcc– (Ic . Rc) …..………………………………………….. (2.11)

VCE=Vcc …..………………………………………………………(2.12)

2.3.4 POTENSIOMETER

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama

dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan

mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll.

Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini

biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari

semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine

tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang

sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran.

Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk

mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau

“Trimmer Potentiometers”.


17

Gambar 2.1 Potensiometer

Pada gambar di atas untuk gambar bagian ke-3 biasanya digunakan untuk

volume kontrol. Bentuk yang ke-2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya

di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1

dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel,

perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.13 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai

resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai

perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik

telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan

volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan

suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper”

potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok

digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in

circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dari

tipe A.


18

2.3.5 LCD

LCD merupakan salah satu komponen yang penting dalam pembuatan

tugas akhir untuk dapat melihat posisi pengukuran suhu yang dihasilkan dalam

mengetahui suhu panas air kolam. LCD mempunyai kemampuan untuk

menampilkan tidak hanya angka, huruf abjad, kata-kata tapi juga simbol-

simbol. Hal inilah yang membuat LCD lebih unggul daripada 7-segment

ataupun dot-matrik dalam fungsinya sebagai tampilan. LCD ada banyak jenis

dan ukuran, ada 16 kolom 2 baris, 20 kolom 2 baris, 40 kolom 2 baris, 20

kolom 1 baris, 16 kolom 4 baris dan banyak pula yang lain. LCD ada yang

memiliki backlight dan ada yang tidak, backlight sangat berguna sekali bila

malam hari atau gelap. Pada LCD juga memiliki kemampuan untuk

mempertajam tampilan atau yang sering disebut contrast. LCD pada

perkembangannya sudah sangat canggih seperti yang dipakai pada layer laptop

ataupun handphone. Dalam tugas akhir ini digunakan LCD dengan 16 kolom 2

baris.

Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW:

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD

bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke

LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua

jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set

EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu ( sesuai

dengan datasheet dari LCD tersebut ) dan berikutnya set EN ke logika low “0”

lagi.

Gambar 2.14 Tampilan LCD


19

2.4 Software CodeVisionAVR ( Editor dan Downloader)

CodeVisionAVR merupakan salah satu software compiler yang khusus

digunakan untuk mikrokontroler keluarga AVR. Kelebihan dari

CodeVisionAVR adalah tersedianya fasilitas untuk mendownload program ke

mikrokontroler yang telah terintegrasi sehingga dengan demikian

CodeVisionAVR ini selain dapat berfungsi sebagai software compiler juga

berfungsi sebagai software programmer/downloader. Jadi kitadapat melakukan

proses download program yang telah dikompile menggunakan software

CodeVisionAVR juga.

Gambar 2.15 CodeVision AVR


20

BAB 3

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Diagram blok merupakan gambaran dasar dari rangkaian sistem yang

akan dirancang. Setiap diagram blok mempunyai fungsi masing-masing.

Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang

diperlihatkan pada gambar 3.1. berikut ini:

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian

Desain sistem rangkaian terdiri dari:

1. Sensor suhu (LM35) berfungsi untuk mengukur suhu air kemudian

output sensor ini akan diinputkan ke mikrokontroller.

2. Mikrokontroler ATMEGA8535 berfungsi untuk mengolah data yang

dikirimkan oleh LM35 dan oleh sensor level air, selanjutnya

mikrokontroller akan menampilkan nilai suhu yang terukur pada LCD

kemudian membandingkannya dengan data tertentu untuk kemudian

mengambil tindakan (menghidupkan/mematikan heater).

3. Relay berfungsi sebagai perantara antara mikrokontroler yang

memiliki tegangan 5 volt DC dengan heater yang memiliki tegangan

Mik

rok

on

troler A

TM

ega8

53

5

Sensor

Suhu

Display LCD

Relay

Heater

2 Sensor

level air

Relay Pompa

Air


21

220 volt AC, sehingga heater dapat dikendalikan oleh mikrokontroler

ATMEGA8535.

4. Heater berfungsi untuk memanaskan tank (tempat air) yang akan

dikendalikan oleh mikrokontroler setelah mendapatkan data dari

sensor suhu (LM35).

5. Display berfungsi untuk menampilkan hasil pembacaan suhu pada

sensor suhu (LM35) yang berada dalam tank (tempat air).

6. Sensor level air berfungsi untuk mendeteksi level bawah dan level

atas air.

7. Pompa berfungsi untuk mengisi tank (tempat air) secara otomatis.

3.2 Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh

rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran,

yaitu 5 volt dan 12 volt. keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan

ke seluruh rangkaian sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk supplay ke

relay. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Trafo merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan

tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan

disearahkan dengan menggunakan jembatan dioda, selanjutnya 12 volt DC

akan diratakan oleh kapasitor. Regulator tegangan 5 volt (7805) digunakan


22

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

apabila PSA dinyalakan.

3.3. Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8535

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang

ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler

ATMEGA8535. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian

dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Rangkaian mikrokontroler

ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroler ATMEGA8535

Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C

dan port D. Pin 33 sampai 40 adalah Port A yang merupakan port ADC,

dimana port ini dapat menerima data analog. Pin 1 sampai 8 adalah port B. Pin


23

22 sampai 29 adalah port C. Dan Pin 14 sampai 21 adalah port D. Pin 10

dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground.

Rangkaian mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal sebagai sumber

clocknya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler

dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu.

Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor dan sebuah resistor

yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program

pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktip. Lamanya

waktu antara aktipnya power pada IC mikrokontroler dan aktipnya program

adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut.

3.4 Rangkaian Sensor temperatur

Untuk mengetahui nilai temperature yang akan diukur digunakan sensor

LM 35 yang merupakan sensor temperature. Sensor ini memiliki 1 keluaran,

dimana tegangan keluaran akan berubah sesuai dengan perubahan temperature

lingkungan.. Rangkaian sensor ditunjukkan oleh gambar dibawah ini:

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor temperatur

Output rangkaian ini akan dihubungkan dengan mikrokontroller pada port

A, yaitu ADC0. Dengan demikian saat terjadi perubahan nilai tegangan pada

output sensor, maka mikrokontroller akan mengetahui nilai perubahan

tersebut, dan dapat menampilkannya pada display LCD.


24

3.5 Rangkaian Display LCD

Rangkaian display LCD ini berfungsi untuk menampilkan nilai dari

hasil pengukuran temperatur. Rangkaian display LCD ditunjukkan pada

gambar 3.5 berikut ini :

Gambar 3.5 Rangkaian Display LCD

3.6 Perancangan Rangkaian Relay

Perancangan rangkaian relay ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang

dapat menghidupkan/mematikan peralatan elektronik (dalam hal ini heater dan

pompa Pada rangkaian di bawah, untuk menghubungkan rangkaian dengan

220 VAC digunakan relay.

Relay merupakan salah satu komponen elektronik yang terdiri dari

lempengan logam sebagai saklar dan kumparan yang berfungsi untuk

menghasilkan medan magnet. Pada rangkaian ini digunakan relay 12 volt, ini

berarti jika positip relay (kaki 1) dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan

negatip relay (kaki 2) dihubungkan ke ground, maka kumparan akan

menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik logam

yang mengakibatkan saklar (kaki 3) terhubung ke kaki 4 dan kaki 7 terhubung


25

ke kaki 8. Dengan demikian, jika kita gunakan kaki 3 dan kaki 4 pada relay

sebagai saklar untuk menghidupkan/mematikan heater maka kita dapat

menghidupkan/ mematikan heater dengan cara mengaktipkan atau menon-

aktipkan relay. Rangkaian relay pengendali heater tampak seperti gambar di

bawah ini ,

Gambar 3.6 Rangkaian relay Pengendali heater 220 volt AC

Pada rangkaian ini untuk mengaktipkan atau menon-aktipkan relay

digunakan transistor tipe NPN. Cara kerjanya sama dengan proses

menghidupkan alarm yang telah dijelaskan sebelumnya. Dari gambar dapat

dilihat bahwa negatip relay dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN

(2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan

terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang

menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan

mengakibatkan relay aktip. Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka

kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi

12 volt, keadaan ini menyebabkan tidak aktip.

Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan singkat yang besar

ketika relay dinon-aktipkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada

rangkaian ini. Untuk mencegah kerusakan pada transistor tersebut sebuah

dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik

sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya

terjadi ketika relay dinonaktipkan, pada saat ini arus akan terus mengalir


26

melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda

arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor, yang mengakibatkan

kerusakan pada transistor.

Sedangkan untuk rangkaian relay pengendali pompa air ditunjukkan

oleh gambar berikut ini:

Gambar 3.7 Rangkaian relay Pengendali pompa air 220 volt AC

Rangkaian ini memiliki cara kerja yang sama dengan rangkaian relay

pengendali heater.

3.7 Perancangan Rangkaian Sensor

Sensor ini berfungsi untuk mengetahui ketika ada air yang mengenai

sensor. Sersor ini terdiri dari dua buah kabel tembaga, dimana kabel 1

dihubungkan ke Vcc 5 volt dan yang lainnya dihubungkan ke input dari

rangkaian pengolah sinyal.

Dua kabel ini akan diletakkan secara berdampingan, tetapi tidak

bersentuhan satu dengan yang lain. Sehingga arus tidak akan mengalir dari

kabel yang terhubung ke +5 volt menuju kabel yang terhubung ke penguat

sinyal. Letaknya ditunjukkan pada gambar berikut:


27

(A) Ke +5 Volt

Kabel (K) Ke penguat sinyal

Air

Gambar 3.8 Penempatan sensor pada tempat air

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa jika tidak ada air, maka kedua

kabel tidak akan terhubung satu dengan yang lainnya, namun jika ada air yang

mengenai kedua kabel tersebut, maka kabel akan dihubungkan oleh air,

menyebabkan arus akan mengalir dari kabel (A) ke kabel (K), dimana

besarnya arus yang mengalir akan ditentukan dengan banyaknya elektron atau

unsur logam yang ada pada air.

Arus yang mengalir melalui air ini sangatlah lemah. Hal ini disebabkan

karena kadar logam dalam air sangat sedikit. Untuk mengetahui besar arus

yang mengalir melalui air dapat dihitung dengan mengetahui nilai hambatan

pada air, yaitu dengan cara mengukurnya langsung dengan menggunakan

ohmmeter. Untuk air PAM nilai hambatannya adalah 32 Kohm (dimana anoda

dan katoda berjarak 5 mm). Dengan demikian maka arus yang mengalir

melalui air PAM adalah:

AAR

Vi µ1560,00015625

000.32

5====

Karena arus yang mengalir sangatlah kecil, maka arus ini akan dikuatkan

oleh penguat sinyal agar dapat menghidupkan sebuah LED. Berikut gambar

rangkaian penguat sensor:


28

Gambar 3.9 Rangkaian relay Penguat sensor

Pada rangkaian di atas, output dari sensor air diumpankan ke Op Amp

358 yang merupakan IC dual OP Amp untuk diperkuat. Dari Op Amp

dihubungkan ke transistor C945 untuk menghasilkan data digital.

3.8 Diagram Alir Pemrograman

End

Start

Tampilkan Nilai

Hasil Pembacaan

T>=38 T<=34 Level2=0 Level1 =1

Matikan Heater Nyalakan Heater Nyalakan Pompa Matikan Pompa

Baca Nilai

ADC0


29

BAB 4

PENGUJIAN ALAT

Pada bab ini, akan dibahas pengujian alat mulai dari pengujian alat permodul

sampai pengujian alat secara keseluruhan. Pengujian tersebut akan dilakukan

secara bertahap dengan urutan sebagai berikut :

a. Pengujian minimum sistem

b. Pengujian sistem secara keseluruhan

4.1 Pengujian Minimum Sistem

Pada pengujian minimum sistem ini dilakukan percobaan yang sifatnya

sederhana tapi dapat menunjukkan bekerja tidaknya minimum system tersebut.

Percobaan tersebut adalah menghidupkan beberapa buah LED secara bergantian.

Percobaan ini dilakukan pada I/O port (Port A). Untuk menghidupkan LED

tersebut digunakan program sebagai berikut:

while (1)

{

// Place your code here

PORTA=240

delay_ms(100);

PORTA=15

delay_ms(100);

};

}


30

Jika program tersebut dijalankan, maka LED akan hidup dan mati secara

bergantian seperti yang ditunjukan dalam tabel .

Tabel 4.1 Bentuk tampilan LED

LED 1 LED 2 LED 3 LED 4 LED 5 LED 6 LED 7 LED 8

Tahap 1 ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF

Tahap 2 OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON

Selain percobaan I/O port (Port A) juga dilakukan percobaan terhadap

LCD. Pada tahap ini dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD system.

Pengaktifan LCD ini dilakukan dengan cara menampilkan beberapa karakter

pada LCD.

Untuk menampilkan beberapa karakter tersebut digunakan listing

program sebagai berikut:

while (1)

{


lcd_gotoxy(2,0);

lcd_putsf("MY PROJECT");

delay_ms(30);

lcd_clear();

};

}

Jika program di atas dijalankan maka di layar LCD akan tampil ‘MY

PROJECT’ pada koordinat x = 2 dan y = 0. Hal ini menunjukkan bahwa

minimum system dan LCD dapat berjalan dengan baik.

Program berikutnya dengan cara menghubungkan LM35 ke PORTA.0

selanjutnya membaca nilainya dan ditampilkan ke LCD. Programnya sebgai

berikut:

while (1)


31

{


lcd_gotoxy(2,0);


nilai=adc_data[0];

sprintf(suhu,"temperatur=%d C",nilai);

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts(suhu);

delay_ms(30);

lcd_clear();

};

}

program di atasakan membaca nilai dari PORTA.0 yang dihubungkan ke

LM35 dengan perintah nilai=adc_data[0];. Dengan perintah ini maka

adc_data[0] akan dimasukkan kedalam sebuah variable bernama nilai,

selanjutnya akan di ubah kedalam bentuk decimal dengan perintah

sprintf(suhu,"temperatur=%d C",nilai), kemudian akan ditampilkan ke LCD

pada koordinat x=0 dan y=1 malalui perintah lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(suhu).

4.2 Pengujian Rangkaian Relay

Pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan

tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945

merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis

diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktip jika pada basis diberi tegangan < 0,7

volt. Aktipnya transistor akan mengaktipkan relay. Pada alat ini relay

digunakan untuk memutuskan hubungan heater ke tegangan PLN, dimana

hubungan yang digunakan adalah normally open (NO), dengan demikian jika

relay aktip maka hubungan heater ke tegangan PLN akan terhubung, sehingga

heater hidup, sebaliknya jika relay tidak aktip, maka heater dengan tegangan

PLN akan terputus, sehingga heater mati.

Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis

transistor, jika relay aktip dan hubungan heater dengan tegangan PLN


32

terhubung, sehingga heater hidup, maka rangkaian ini telah berfungsi dengan

baik.

Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan input

rangkaian ini ke mikrokontroler pada PORTB.0 kemudian memberikan

program sederhana pada mikrokontroler ATMEGA8535. Program yang

diberikan adalah sebagai berikut:

while (1)

{


PORTB.0=1;

delay_ms(30);

};

}

Perintah di atas akan memberikan logika high pada PORTB.0, sehingga

PORTB.0 akan mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan

mengaktipkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi aktip dan

hubungan heater dengan tegangan PLN terhubung, sehingga heater hidup.

Berikutnya memberikan program sederhana untuk menonaktipkan relay.

Programnya sebagai berikut:

while (1)

{


PORTB.0=0;

delay_ms(30);

};

}

Perintah di atas akan memberikan logika low pada PORTB.0, sehingga

PORTB.0 akan mendapatkan tegangan 0 volt. Tegangan 0 volt ini akan

menonaktipkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi tidak aktip dan

hubungan heater dengan tegangan PLN terputus, sehingga heater mati.


33

Pengujian yang sama juga dilakukan pada rangkaian relay untuk

pengendali pompa air.

4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Air

Pengujian pada rangkaian dapat dilakukan dengan mengukur tegangan

pada output sensor. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan sebagai berikut :

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran tegangan sensor air

Kondisi Tegangan pada output

Sensor tidak terkena air 4,3 volt

Sensor terkena air 0,2 volt

Pengujian rangkaian sensor level dan relay dilakukan dengan cara

menghubungkan sensor dan relay ke mikro selanjtnya mengujinya dengan

program sederhana sebagai berikut:

while (1)

{


if (PIND.1==1) {PORTB.0=1;}

delay_ms(30);

};

}

sensor dihubungkan ke PORTD.1 dan relay dihubungkan ke PORTB.0. saat

sensor terkena air, maka sensor akan menghasilkan logika 0. program di atas

akan melihat kondisi pada PIND.1, jika kondisinya 1, artinya sensor tidak

terkena air, maka PORTB.0 diberi logika satu, sehingga relay menjadi aktip.

4.4. Pengujian rangkaian secara keseluruhan

Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan semua rangkaian,


34

selanjutnya mengukur suhu air dengan menggunakan thermometer, mengukur

output LM 35 dan melihat tampilan pada LCD.

Dari hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut:

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Suhu

Suhu terukur Output LM35 Tampilan Display

32 derajat

33 derajat

34 derajat

35derajat

36 derajat

37 derajat

38 derajat

39 derajat

320 miliVolt

330 miliVolt

340 miliVolt

350 miliVolt

360 miliVolt

370 miliVolt

380 miliVolt

390 miliVolt

32 C

33 C

34 C

35 C

36 C

37 C

38 C

39 C


35

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pelaksanaan perancangan alat hingga pengujian dan

pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:

a. Dengan biaya yang cukup terjangkau dan cukup mudahnya komponen

alat ini ditemukan maka alat ini sudah dapat digunakan untuk

keperluan rumah tangga dan Umum.

b. Adapun untuk mengganti temperatur pemanasan heater dapat diubah

dengan mengeset ulang program yang terdapat mikrokontoler.

c. Untuk menjaga ketersediaan air panas secara terus-menerus hendaknya

bak penampung air tetap selalu terisi air dan jangan sampai bak

kosong.

5.2 Saran

Setelah melakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat

dijadikan saran untuk dapat melakukan penelitian lebih lanjut, yaitu:

a. Untuk pengembangan kedepannya hendaknya disesuaikan antara

banyak air yang akan dipanaskan dengan besar daya dari heater

pemanas agar waktu pemanasannya dapat seefisien mungkin.

b. Agar sistem atau rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya

alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi,

sehingga penggunaannya lebih efektif.

c. Alangkah baiknya jika alat ini dimanfaatkan dan disosialisasikan

kegunaannya dikalangan mahasiswa, guna mengembangkan inovasi

dan teknologi di kalangan mahasiswa.


36

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Edisi Pertama,

Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002.

Andi, Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

AT89C51, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta 2003.

Bejo, Agus, C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahaas C dalam Mikrokontroler

ATMega8535, Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008.

Malvino, Albert paul, Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama,

Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta, 2003.

Suhata, Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronik via

Line Telepon, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta 2004.


37

LAMPIRAN A (Gambar Rangkaian Lengkap Miniatur Pemanas Kolam)


38

LAMPIRAN B (DAFTAR PROGRAM)

*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V1.25.3 Standard

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date : 4/23/2009

Author : F4CG

Company : F4CG

Comments:

Chip type : ATmega8535

Program type : Application

Clock frequency : 4.433619 MHz

Memory model : Small

External SRAM size : 0

Data Stack size : 128

*****************************************************/

#include <mega8535.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC

#endasm

#include <lcd.h>

#include <stdio.h>

#include <delay.h>

int nilai;

unsigned char suhu[16];

#define FIRST_ADC_INPUT 0

#define LAST_ADC_INPUT 1

unsigned int adc_data[LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT+1];

#define ADC_VREF_TYPE 0x40

// ADC interrupt service routine

// with auto input scanning

interrupt [ADC_INT] void adc_isr(void)

{


39

register static unsigned char input_index=0;

// Read the AD conversion result

adc_data[input_index]=ADCW;

// Select next ADC input

if (++input_index > (LAST_ADC_INPUT-FIRST_ADC_INPUT))

input_index=0;

ADMUX=(FIRST_ADC_INPUT | (ADC_VREF_TYPE & 0xff))+input_index;

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

}

// Declare your global variables here

void main(void)

{

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In

Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out

Func1=Out Func0=Out

// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTB=0x00;

DDRB=0xFF;

// Port C initialization


Func0=In


PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization


Func0=In


PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=FFh


40

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;




// Mode: Normal top=FFFFh

// OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon.

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer 1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;




// Mode: Normal top=FFh

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// INT2: Off

MCUCR=0x00;

MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x00;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off


41

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 554.202 kHz

// ADC Voltage Reference: AVCC pin

// ADC High Speed Mode: Off

// ADC Auto Trigger Source: None

ADMUX=FIRST_ADC_INPUT | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

ADCSRA=0xCB;

SFIOR&=0xEF;

// LCD module initialization

lcd_init(16);

// Global enable interrupts

#asm("sei")

while (1)

{


lcd_gotoxy(2,0);


nilai=(adc_data[0])/2;

nilai=nilai-4;

sprintf(suhu,"temperatur=%d C",nilai);

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts(suhu);

if (nilai<=34) {PORTB.1=1;}

if (nilai>=38) {PORTB.1=0;}



delay_ms(30);

lcd_clear();

};

}


PERANCANGAN PEMANAS AIR KOLAM OTOMATIS …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/14237/1/09E02633.pdf · Gambar 3.6 Rangkaian relay pengendali Heater 220 volt AC 25 Gambar 3.7 Rangkaian

Documents