Top Banner
RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN SUHU SAMPAI 100 0 C DAN KECEPATAN ANGIN SAMPAI 5 M/DETIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 TUGAS AKHIR Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya dari Politeknik Negeri Padang DENAL AKBAR BP. 1301032002 PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI PADANG 2016
75

RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

Aug 18, 2018

Download

Documents

dangdang
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN

SUHU SAMPAI 1000C DAN KECEPATAN ANGIN

SAMPAI 5 M/DETIK BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 328

TUGAS AKHIR

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

dari Politeknik Negeri Padang

DENAL AKBAR

BP. 1301032002

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2016

Page 2: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN SUHU SAMPAI 1000C

DAN KECEPATAN ANGIN SAMPAI 5 M/DETIK BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 328

TUGAS AKHIR

Oleh:

DENAL AKBAR

BP. 1301032002

Telah disetujui oleh:

Pembimbing I

Ir. Julsam, MT

NIP. 19691230 199512 1 001

Pembimbing II

Tri Artono, ST, M.Kom

NIP. 19690109 199601 1 001

Page 3: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir Rancang Bangun Kendali Oven Dengan Suhu Sampai 1000C Dan

Kecepatan Angin Sampai 5 M/Detik Berbasis Mikrokontroler Atmega 328 yang

telah disidangkan atau dipertanggung jawabkan didepan tim penguji sebagai berikut

pada hari September 2016 di Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Padang.

No Nama Jabatan Tanda Tangan

1 Herisajani, ST., M.Kom

Nip. 19660130 199003 1 001 Ketua

2 Witrionanda, ST., MT

Nip. 19790627 200604 1 002 Sekretaris

3 Junaidi Asrul SST., MT

Nip. 19810625 201404 1 002 Anggota

4 Ir. Julsam, M.Kom

Nip. 19691230 199512 1 001 Anggota

Mengetahui:

Ketua Jurusan

Afrizal Yuhanef, ST.,M.Kom

NIP: 19640429 199003 1 001

Ketua Program Studi

Herisajani, ST.,M.Kom

NIP:19660130 199003 1 001

Page 4: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

iii

ABSTRAK

Tujuan utama dalam pembuatan alat ini yaitu menciptakan panas didalam

oven menggunakan tubular heater dan solid state relay (SSR) sebagai pengendali

panas heater didalam oven dan mengkombinasikan laju udara didalam oven untuk

mempercepat proses pengeringan. Dengan memanfaatkan sensor panas untuk

mendeteksi perubahan suhu yang terdapat di dalam oven. Sensor yang digunakan

dalam metode ini adalah sensor panas DHT22. DHT22 merupakan salah satu sensor

suhu dan kelembaban yang paling banyak digunakan dalam otomatisasi dan proses

kontrol karena terkenal akan keakurasiannya. Cara kerja sensor ini adalah dengan

memanaskan ruangan pengeringan secara bertahap, nilai resistnsi DHT22 akan

turun secara perlahan karena memiliki sebuah NTC dan module yang telah

terakurasi yang digunakan sebagai penguatan output dari sensor DHT22 dan diubah

menjadi tegangan proposional. Jadi sensor arus DHT22 bekerja berdasarkan input

suhu dan pengontrolan solid state relay terhadap panas yg dihasilkan oleh tubular

heater. Hasil penelitian menunjukan bahwa dengan menggunakan sensor DHT22

dan penggunaan solid state relay dapat meningkatkan kestabilan suhu pengeringan

dengan mengkombinasikan laju sirkulasi udara dengan menggunakan blower yang

dipasang dibagian bawah oven.

Kata kunci : Pengeringan, kestabilan suhu, solid state relay, sensor DHT22, laju

udara

Page 5: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

iv

KATA PENGANTAR

Penulis mengucapkan Puji Syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan

rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir

yang berjudul “Rancang Bangun Kendali Oven Dengan Suhu Sampai 1000c dan

Kecepatan Angin Sampai 5 M/Detik Berbasis Mikrokontroler Atmega 328”.

Seiring dengan itu shalawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Nabi besar

Muhammad SAW, yang telah memberikan contoh tauladan yang baik kepada kita

semua.

Adapun tujuan penulisan laporan ini sebagai salah satu persyaratan untuk

menyelesaikan perkuliahan pada program studi DIII Teknik Listrik Politeknik

Negeri Padang.

Banyak bantuan dan dorongan dari berbagai pihak yang penulis dapatkan

selama menyelesaikan laporan ini. Oleh sebab itu penulis mengucapkan terima

kasih kepada:

1. Orangtua berserta keluarga tercinta yang telah memberikan dorongan baik

secara moril, materil serta do’a kepada penulis.

2. Bapak Aidil Zamri, ST.,MT selaku Direktur Politeknik Negeri Padang.

3. Bapak Afrizal Yuhanef, ST.,M.Kom selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Padang.

4. Bapak Herisajani, ST.,M.Kom, selaku Ketua Program Studi DIII Teknik

Listrik Politeknik Negeri Padang.

5. Bapak Ir. Julsam, MT dan Bapak Tri Artono, ST.,M.Kom selaku

Pembimbing Tugas Akhir.

Page 6: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

v

6. Bapak-bapak dan ibuk-ibuk dosen yang telah memberikan masukan dan

arahan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

7. Untuk semua pihak yang mungkin tidak dapat penulis sebutkan secara satu

persatu yang telah memberikan masukan sampai laporan ini selesai tepat

pada waktunya.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan

maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran pembaca kepada penulis guna

untuk perbaikan dimasa mendatang. Semoga Tugas Akhir ini memberikan manfaat

bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pada umumnya dan

mahasiswa Politeknik Negeri Padang khususnya. Mudah-mudahan apa yang

dilakukan ini menjadi amal ibadah disisi Allah SWT dan memberikan manfaat baik

bagi penulis maupun orang lain.

Padang, Oktober 2016

Denal Akbar

1301032002

Page 7: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. ii

ABSTRAK ............................................................................................................. iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv

DAFTAR ISI .......................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii

DAFTAR GRAFIK ................................................................................................ ix

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................................. 2

1.3 Tujuan ....................................................................................................... 3

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ...................................................... 3

1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5

2.1 Pengeringan .............................................................................................. 5

2.1.1 Klasifikasi Pengering ........................................................................ 6

2.2 Elemen Pemanas ....................................................................................... 7

2.2.1 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Dasar ............................................. 7

2.2.2 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Lanjut ............................................ 8

2.3 Tubular Heater .......................................................................................... 8

2.4 Kipas penghembus (Blower) .................................................................. 10

2.4.1 Dasar-dasar Operasi Fan ................................................................. 10

2.5 Sensor DHT22 ........................................................................................ 11

2.6 SSR (Solid State Relay) ......................................................................... 13

2.6.1 Keuntungan Menggunakan Solid State Relay ................................ 14

Page 8: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

vii

2.7 LCD ........................................................................................................ 16

2.7.1 Fungsi-Fungsi LCD ............................................................................ 16

2.7.2 Pengalamatan LCD ............................................................................. 19

2.8 Push Button ............................................................................................ 19

2.9 ATMega 328 ........................................................................................... 20

2.10 Arduino Uno ........................................................................................... 21

2.11 PWM (Pulse Width Modulation) ........................................................... 23

2.12 Motor DC Magnet Permanen ................................................................. 25

BAB III METODE DAN PROSES PENYELESAIAN........................................ 28

3.1 Perancangan Sistem ................................................................................ 28

3.2 Perancangan Mekanik Oven ................................................................... 30

3.3 Perancangan Rangkaian ......................................................................... 30

3.3.1 Rangkaian LCD 16x2 ...................................................................... 30

3.3.2 Rangkaian Sensor DHT 22.............................................................. 33

3.3.3 Rangkaian Push Button ................................................................... 34

3.3.4 Rangkaian Solid State Relay ........................................................... 35

3.3.5 Rangkaian Driver Motor BTS 7960 ................................................ 35

3.4 Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan .................................................. 36

3.5 Perancangan Tata Letak Komponen Pada Box Mikrokontroller ........... 37

3.6 Pembuatan Alat ...................................................................................... 38

3.7 Pembuatan Program Dan Pengujian Alat ............................................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 39

4.1 Pengujian ................................................................................................ 39

4.2 Pengujian LCD 16x2 .............................................................................. 39

4.3 Pengujian Push Button ........................................................................... 41

4.4 Pengujian Solid State Relay .................................................................... 43

Page 9: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

viii

4.5 Pengujian Driver Motor BTS 7960 ........................................................ 46

4.6 Pengujian Kecepatan Aliran Udara ........................................................ 49

4.7 Pengujian Heater .................................................................................... 50

4.7.1 Pengujian Suhu 400C, 600C, 800C, dan 1000C ................................ 50

4.8 Setingan Suhu Pada Alat ........................................................................ 57

4.8.1 Setingan Suhu 400C ........................................................................ 57

4.8.2 Setingan Suhu 500C ........................................................................ 57

4.8.3 Setingan Suhu 600C ........................................................................ 58

4.8.4 Setingan Suhu 700C ........................................................................ 58

4.8.5 Setingan Suhu 800C ........................................................................ 58

4.8.6 Setingan Suhu 900C ........................................................................ 59

4.8.7 Setingan Suhu 1000C ...................................................................... 59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 61

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 61

5.2 Saran ....................................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 62

Page 10: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Dasar ............................................... 7

Gambar 2.2 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Lanjut .............................................. 8

Gambar 2.3 Bentuk Heater Tipe U ......................................................................... 9

Gambar 2.4 Bentuk Heater Tipe W ........................................................................ 9

Gambar 2.5 Konstruksi Bilah Pada Kipas............................................................. 11

Gambar 2.6 Sensor DHT22 ................................................................................... 12

Gambar 2.7 Solid State Relay ............................................................................... 13

Gambar 2.8 Rangkaian Solid State Relay ............................................................. 14

Gambar 2.9 Proses Kerja Solid-State Relay .......................................................... 15

Gambar 2.10 LCD Character 16 x 2 .................................................................... 16

Gambar 2.11 Push Button ..................................................................................... 19

Gambar 2.12 Arduino Uno .................................................................................... 22

Gambar 2.13 Diagram Blok Sederhana Dari Microkontroller Atmega328 .......... 22

Gambar 2.14 Bentuk Gelombang Dari PWM ....................................................... 24

Gambar 2.15 Duty Cycle PWM ............................................................................ 24

Gambar 2.16 Motor DC Magnet Permanen .......................................................... 26

Gambar 3.1 Diagram Blok Rancang Bangun Kendali Oven Dengan Suhu Sampai

100oc Dan Kecepatan Angin Sampai 5 M/Detik .............................. 28

Gambar 3.2 Rancang Bangun Oven Otomatis ...................................................... 30

Gambar 3.3 Rangkaian LCD ................................................................................. 31

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor DHT 22 ................................................................ 33

Gambar 3.5 Rangkaian Push Button Dengan Pull Up .......................................... 34

Gambar 3.6 Rangkaian Arduino Ke Solid State Relay ......................................... 35

Gambar 3.7 Rangkaian Shielad Driver Motor BTS 7960 ..................................... 36

Page 11: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

x

Gambar 3.8 Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan ............................................. 37

Gambar 3.9 Tata Letak Komponen Pada Box Kontrol ......................................... 37

Gambar 4.1 Hasil Pengujian LCD 16 x 2 ............................................................. 40

Gambar 4.2 Hasil Pengujian Push Button ............................................................. 42

Gambar 4.3 Hasil Pengujian Solid State Relay ..................................................... 44

Gambar 4.4 Titik Pengukuran Tegangan dan Arus Dari Arduino Ke Solid State

Relay .................................................................................................. 44

Gambar 4.5 Titik Pengukuran Tegangan dan Arus Dari Arduino Ke Driver Motor

BTS 7960 .......................................................................................... 47

Page 12: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pin LCD Character 16 x 2..................................................................17

Tabel 3.1 Koneksi Pin Lcd 16 x 2 Ke Arduino Uno.............................................32

Tabel 3.2 Koneksi Pin Sensor DHT 22 Ke Arduino Uno.....................................33

Tabel 3.3 Koneksi Pin Driver Motor BTS 7960 ke Arduino Uno......................36

Tabel 4.1 Pengujian Tegangan Pada Push Button.................................................42

Tabel 4.2 Pengujian Tegangan dan Arus Pada Kontrol Arduino Dengan PWM ke

Solid State Relay....................................................................................45

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Tegangan dan Arus Driver Motor BTS 7960..........48

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Tegangan, Arus, Daya, Kecepatan Alian Udara.......49

Tabel 4.5 Hasil Pengambilan Data Suhu................................................................50

Page 13: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

ix

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hasil Pengamatan Suhu 400C...............................................................53

Grafik 4.2 Hasil Pengamatan Suhu 500C...............................................................54

Grafik 4.3 Hasil Pengamatan Suhu 600C...............................................................54

Grafik 4.4 Hasil Pengamatan Suhu 700C...............................................................55

Grafik 4.5 Hasil Pengamatan Suhu 800C...............................................................56

Grafik 4.6 Hasil Pengamatan Suhu 900C...............................................................56

Grafik 4.7 Hasil Pengamatan Suhu 1000C.............................................................56

Page 14: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengeringan digunakan untuk menghilangkan air dari suatu benda untuk

dua alasan : untuk mencegah (untuk menghambat) mikro - organisme dan untuk

melestarikannya dan mengurangi berat dan sebagian benda tersebut untuk lebih

murah transportasi dan penyimpanan (Ajadi, Sanusi, 2013)[3].

Metode pengeringan yang sering dilakukan oleh masyarakat adalah

pengasapan panas yaitu pengasapan dengan menggunakan suhu tinggi mencapai

1000C bahkan 1200C dengan cara meletakkan makanan yang akan dikeringkan

langsung diatas sumber panas. Jika proses pengeringan dilakukan pada temperatur

yang terlalu tinggi, maka dapat terjadi case hardening yaitu kasus pengerasan atau

pengerasan permukaan, merupakan proses pengerasan permukaan dari benda

sementara memungkinkan bagian yang lebih dalam di bawahnya untuk tetap lembut

, sehingga membentuk suatu lapisan tipis dan keras (kulit) di permukaan.

Penggunaan alat pengering dengan pemanasan konveksi (oven, fluidisasi)

dimana udara panas dihasilkan melalui proses pemanasan baik dengan steam,

listrik, atau gas hasil pembakaran, lebih handal dari pengering matahari. Oven pada

umumnya menggunakan heater sebagai penghasil pemanas, heater dapat

menghasilkan panas jika diberi tegangan sesuai spesifikasinya, panas yang

dihasilkan oleh heater harus dikontrol secara baik, karena heater akan selalu

menghasilkan panas secara terus menerus jika tidak dikontrol.

Heater memiliki waktu untuk mencapai suhu yang diinginkan agar

mencapai kestabilannya, jeda waktu tersebut membuat suhu akan melenceng dari

Page 15: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

2

nilai yang diinginkan karena heater akan memancarkan suhu secara berkelanjutan

sampai heater tidak menghasilkan panas lagi, kasus ini terjadi saat heater

dinonaktifkan pada suhu yang kita setting.

Proses ini dapat ditanggulangi dengan cara mengatur tegangan heater

sebelum suhu yang diinginkan, pengaturan ini dilakukan dengan menurunkan

tegangan heater sebelum suhu setinggannya secara perlahan sehingga heater tidak

memencarkan panas secara berlebihan, tingkat pancaran panas akan turun seiring

turunnya tegangan heater sampai suhu diinginkan.

Selain itu laju udara juga dapat menurunkan panas oven jika suhunya

melebihi ambang batas yang disetting, dan laju udara akan membuang sedikit panas

dari heater secara perlahan. Pada kondisi ini diperlukan settingan yang pas antara

suhu, dan laju udara agar diperoleh pengkondisian oven yang ideal dengan kualitas

suhu yang diharapkan tercapai. Penelitian yang akan dilakukan adalah dengan

membuat “Rancang Bangun Kendali Oven Dengan Suhu Sampai 100oC Dan

Kecepatan Angin Sampai 5 M/Detik Berbasis Mikrokontroler Atmega 328 ”, aliran

udara yang di pakai pada suhu yang sudah ditentukan untuk mengetahui laju

perpindahan massa sehingga dapat meningkatkan proses pengeringan dari alat

tersebut serta tetap menjaga kualitas bahan yang akan dikeringkan.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas maka dapat diketahui permasalahan yaitu :

1. Bagaimana membuat suhu didalam alat pengeringan ?

2. Bagaimana mengatur suhu alat pengeringan sesuai yang diiginkan ?

3. Bagaimana membuat panas didalam alat pengeringan agar merata dengan

mensirkulasikan aliran udara ?

Page 16: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

3

4. Bagaimana cara pengendalian suhu pengeringan didalam oven agar

pengeringan selalu stabil sesuai suhu yang diinputkan ?

5. Bagaimana pengaruh sirkulasi udara terhadap panas alat pengeringan ?

6. Bagaimana pengaruh aliran udara dan variasi suhu terhadap laju

pengeringan ?

7. Bagaimana pengaruh pembuangan panas di dalam oven dalam proses

pengeringan ?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai ataupun diharapkan adalah:

1. Dapat membuat alat pengeringan yang dapat menvariasikan suhu sesuai

yang diinginkan.

2. Dapat menentukan hubungan variasi kecepatan udara panas terhadap

pengeringan makanan pada alat pengering.

3. Dapat mengetahui pengaruh aliran udara terhadap suhu oven.

4. Dapat mengetahui laju pengeringan yang optimal dalam pengeringan.

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Agar permasalahan dalam penelitian ini menjadi jelas dan tidak

menyimpang dari tujuan yang telah ditetapkan maka peneliti perlu membatasi

beberapa masalah yang akan diangkat dalam pembuatan alat ini yaitu:

1. Suhu yang divariasikan pada alat pengeringan adalah 40, 60, 80, dan 100oC.

2. Aliran udara digunakan untuk mensirkulasikan panas dan membuang

beberapa panas yang ada jika suhu ruangan meningkat agar suhu sesuai

dengan setingannya.

Page 17: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

4

3. Alat pengering yang digunakan dengan panjang 50 cm, lebar 50 cm, dan

tinggi 70 cm.

4. Heater yang digunakan jenis tubular heater dengan daya maksimal 1100

watt.

1.5 Sistematika Penulisan

Tulisan ini terdiri dari enam bab yang disusun secara sistematis. Bab I

memuat bagian pendahuluan mencakup latar belakang masalah, perumusan

masalah, tujuan, ruang lingkup dan batasan masalah, serta sistematika penulisan.

Bab II dari tulisan ini menguraikan landasan teori yang memuat teori dasar

mengenai pengeringan, sistem perangkat keras kendali oven pengeringan, sistem

perangkat lunak kendali oven pengeringan, identifikasi proses sistem oven

pengeringan dan perancangan sistem pengendali. Bab III dari tulisan ini membahas

perancangan sistem, terdiri dari perancangan perangkat keras, perangkat lunak dan

prosedur permodelan. Bab IV membahas kinerja oven, dengan melakukan

eksperimen langsung dengan alat. Bab VI mencakup kesimpulan.

Page 18: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengeringan

Pengeringan adalah suatu peristiwa perpindahan panas dan energi yang

memisahkan cairan atau kelembaban dari suatu bahan sampai batas kandungan air

yang ditentukan dengan menggunakan gas sebagai fluida sumber panas (Alifinanda

Firca Ardini, 2013)[4].

Proses pengeringan yang tepat sesuai dengan suhu pengeringan zat padat

tersebut akan menjadikan hasil akhir yang baik, tingginya suhu pengeringan suatu

zat padat makan akan mengakibatkan terjadinya case hardening yaitu kasus

pengerasan atau pengerasan permukaan, merupakan proses pengerasan permukaan

dari benda sementara memungkinkan bagian yang lebih dalam di bawahnya untuk

tetap lembut, sehingga membentuk suatu lapisan tipis dan keras (kulit) di

permukaan.

Suhu pengeringan agar mencapai kestabilannya sesuai dengan suhu standar

pengeringan zat padat, maka diperlukan pengontrolan sumber panas pada

pengeringan agar tidak lebih ataupun kurang dari suhu standar pengeringan zat

padat yang ingin kita keringkan, pengeringan ini terjadi pada alat pemgeringan jenis

konveksi.

Penggunaan alat pengering dengan pemanasan konveksi (oven, fluidisasi)

dimana udara panas dihasilkan melalui proses pemanasan baik dengan steam,

listrik, atau gas hasil pembakaran, lebih handal dari pengering matahari. Oven pada

umumnya menggunakan heater sebagai penghasil pemanas, heater dapat

menghasilkan panas jika diberi tegangan sesuai spesifikasinya, panas yang

Page 19: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

6

dihasilkan oleh heater harus dikontrol secara baik, karena heater akan selalu

menghasilkan panas secara terus menerus jika tidak dikontrol.

Pengeringan dengan oven dianggap lebih menguntungkan karena akan

terjadi pengurangan kadar air dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat

(Winangsih, Erma Prihastanti, 2013)[11].

Heater memiliki waktu untuk mencapai suhu yang diinginkan agar

mencapai kestabilannya, jeda waktu tersebut membuat suhu akan melenceng dari

nilai yang diinginkan karena heater akan memancarkan suhu secara berkelanjutan

sampai heater tidak menghasilkan panas lagi, kasus ini terjadi saat heater

dinonaktifkan pada suhu yang kita setting.

Proses ini dapat ditanggulangi dengan cara mengatur tegangan heater

sebelum suhu yang diinginkan, pengaturan ini dilakukan dengan menurunkan

tegangan heater sebelum suhu setinggannya secara perlahan sehingga heater tidak

memencarkan panas secara berlebihan, tingkat pancaran panas akan turun seiring

turunnya tegangan heater sampai suhu diinginkan.

2.1.1 Klasifikasi Pengering

Ada pengering yang dirancang beroperasi secara berkesinambungan.Untuk

mengurangi suhu pengeringan agar tidak melebihi settingannya, beberapa

pengering beroperasi dalam vakum.

Pembagian pokok pengering (dryer) :

1. Pengering (dryer) dimana zat yang dikeringkan bersentuhan langsung

dengan gas panas (biasanya udara) disebut pengering adiabatik (adiabatic

dryer) atau pengering langsung (direct dryer).

Page 20: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

7

2. Pengering (dryer) dimana kalor berpindah dari zat ke medium luar, misalnya

uap yang terkondensasi, biasanya melalui permukaan logam yang

bersentuhan disebut pengering non adiabatik (non adiabatic dryer).

2.2 Elemen Pemanas

Elemen pemanas adalah penghasil panas yang paling serbaguna dan banyak

digunakan untuk industri, komersial dan aplikasi ilmiah. Elemen pemanas

dirancang dalam berbagai bentuk , diameter , panjang , dan bahan selubung. Panas

yang dihasilkan oleh elemen pemanas listrik ini bersumber dari kawat ataupun pita

bertahanan listrik tinggi (Resistance Wire) biasanya bahan yang digunakan adalah

nikelin yang dialiri arus listrik pada kedua ujungnya dan dilapisi oleh isolator

listrik yang mampu meneruskan panas dengan baik hingga aman jika digunakan.

Ada 2 macam jenis utama pada elemen pemanas listrik ini yaitu :

2.2.1 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Dasar

Elemen pemanas listrik bentuk dasar yaitu elemen pemanas dimana

Resistance Wire hanya dilapisi oleh isolator listrik, macam-macam elemen pemanas

bentuk ini adalah : Ceramik Heater, Silica dan Quartz Heater, Bank Channel

heater, Black Body Ceramik Heater.

Gambar 2.1 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Dasar

Page 21: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

8

2.2.2 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Lanjut

Elemen pemanas listrik bentuk lanjut merupakan elemen pemanas dari

bentuk dasar yang dilapisi oleh pipa atau lembaran plat logam untuk maksud

sebagai penyesuain terhadap penggunaan dari elemen pemanas tersebut. Bahan

logam yang biasa digunakan adalah : mild stell, stainless stell, tembaga dan

kuningan. Heater yang termasuk dalam jenis ini adalah ; Tubular Heater, Catridge

Heater, Band, Nozzle dan Stripe Heater

Gambar 2.2 Elemen Pemanas Listrik Bentuk Lanjut

Bahan yang digunakan pada tubular heater adalah dawai kawat nikelin,

bahan tersebut tahan panas karena membentuk lapisan oksida yang kuat pada

permukaannya, sehingga tidak terjadi oksida lebih lanjut . Bahan pemanas tersebut

juga dapat digunakan dari suhu 1000 – 1200 0C

2.3 Tubular Heater

Jenis heater yang digunakan pada oven ini adalah tutbular heater. Tubular

heater merupakan elemen pemanas listrik terbuat dari pipa dan merupakan bentuk

dasar dari elemen-elemen pemanas bentuk lain. Jenis-jenis bahan pipa atau tube

yang digunakan biasanya disesuaikan oleh penggunaan heater.

Kawat Tahanan/Resitance Wire yang digunakan adalah kawat tahanan

bermutu tinggi buatan Swedia yang dimensinya disesuaikan dengan daya yang

Page 22: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

9

diminta, dimana kawat ini tahan pada suhu kerja maksimal 13000C. Isolator tahan

panas yang digunakan sebagai pengikat dan pembatas antara pipa dan kawat

tahanan adalah bubuk Mgo berkualitas tinggi yang mempunyai titik cair 29000C.

Finned Heater merupakan bentuk lain dari pengembangan elemen pemanas

yang dasarnya dirancang dari tubular heater. Heater ini dikembangkan dengan cara

memberikan sirip yang terbuat dari stainless steel dengan ukuran lebar sirip sebesar

10 mm, sehingga diameter heater menjadi 31,75 mm (Diameter Pipa Standar USM

11,2 mm). Untuk pemasangannya dibutuhkan ukuran lubang sebesar 32 mm.

Beberapa bentuk standar Finned Heater, antara lain :

1. U form

Gambar 2.3 Bentuk Heater Tipe U

2. W form

Gambar 2.4 Bentuk Heater Tipe W

Page 23: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

10

2.4 Kipas penghembus (Blower)

Kipas penghembus atau blower banyak digunakan di industri. Kipas ini

biasanya digunakan untuk memindahkan sejumlah volume udara atau gas melalui

suatu saluran (duct). Selain itu, juga digunakan untuk memasok udara dalam proses

pengeringan, pemindahan bahan tersuspensi di dalam aliran gas, pembuangan asap,

pengondensasian menara, pemasokan udara untuk pembakaran boiler, pembuangan

debu, aerasi sampah, pengeringan, pendinginan proses-proses industrial, sistem

ventilasi ruangan, dan aplikasi sistem beraliran tinggi dan bertekanan rendah yang

lain. Pemilihan yang tepat terhadap ukuran dan tipe kipas atau blower merupakan

hal yang sangat penting dalam kaitannya dengan sistem energi yang efisien.

2.4.1 Dasar-dasar Operasi Fan

Fan memiliki standar pengoperasian dalam pengoperasiannya. Sebelum

menggunakan fan dalam berbagai keperluan ada hal-hal yang harus diperhatikan,

diantaranya ;

1. Semua fan menghasilkan tekanan total yang merepresentasikan statik dan

energi kinetik yang diberikan oleh impeller kepada udara.

2. Bilah-bilah impeller fan yang berputar mengkonversikan energi mekanik

menjadi statik dan energi kinetik melalui perubahan vektor kecepatan dari

udara yang datang, yaitu udara yang masuk dari luar yang menuju ke bagian

impeller.

3. Fan sentrifugal menghasilkan tekanan total dari gaya sentrifugal udara yang

menyebar keluar antara gang-gang bilah dan melalui energi kinetik yang

diberikan kepada udara.

Page 24: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

11

4. Vektor kecepatan absolut dalam fan aksial adalah jumlah dari komponen-

komponen kecepatan aksial dan tangensial, sedangkan dalam fan sentrifugal

adalah jumlah dari komponen-komponen kecepatan radial dan tangensial.

Fain aksial menghasilkan tekanan total dari perubahan kecepatan yang

mengalir melalui impeller yang tidak dihasilkan oleh gaya sentrifugal.

Berikut ini adalah jenis bilah fan yang digunakan untuk menghembuskan

udara, mersikulasikan udara, serta membuang beberapa udara pans yang berlebih

didalam oven

Gambar 2.5 Konstruksi Bilah Pada Kipas

2.5 Sensor DHT22

DHT22 adalah sensor suhu dan kelembaban, sensor digital senyawa yang

outputnya dikalibrasi sinyal digital. Berkat teknologi akuisisi modul khusus digital

dan suhu dan kelembaban penginderaan teknologi diterapkan pada modul. Sensor

DHT merupakan sensor suhu dan kelembaban dari Aosong Electronic yang terdiri

dari dua bagian yaitu sensor kelembaban kapasitif dan thermistor.

Sensor ini tidak memerlukan rangkaian pengendali sinyal dan ADC karena

menggunakan cip mikropengendali dengan keluaran sinyal (Aosong, 2012)[5].

DHT memiliki banyak varian, salah satunya yaitu DHT22 (AM2302)

dengan bentuk fisik seperti pada gambar 3.

Page 25: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

12

Gambar 2.6 Sensor DHT22

DHT22 termasuk sensor kelembaban kapasitif dan suhu mengukur elemen

NTC yang terhubung ke kinerja tinggi 8-bit mikrokontroler, sehingga kualitas yang

sangat baik, waktu respon super cepat, kemampuan anti-interferensi yang kuat dan

sangat hemat biaya. Dibandingkan dengan suhu SHT10 dan sensor humiditiy,

DHT22 menikmati presisi tinggi dan eror yang lebih rendah, suhu dan kelembaban

kinerja sensor tinggi. Jika digunakan bersama-sama dengan papan ekspansi

Arduino, akan dengan mudah mendapatkan interactives korelasi antara suhu dan

persepsi kelembaban .

Spesifikasi sensor DHT22

1. Bekerja pada tegangan : 5 Volt

2. Rentang suhu : -40-125 ℃ / resolution 0.1 ℃ / error < ± 0,5 ℃

3. Rentang kelembaban : 0-100 % RH / resolution0.1 % RH / error ± 2 % RH

4. Waktu respon suhu : Kondisi : 1 / e ( 63 % ) Min 6s 20-an Max

5. Waktu respon kelembaban : Kondisi : 1 / e ( 63 % ) 25 ℃ , 1m / s di udara

6. Urutan Koneksi : VCC , GND , S

7. Ukuran : 38 x 20mm

DHT22 memiliki akurasi yang lebih baik daripada DHT11 dengan ralat

relatif pengukuran suhu 4% (< 4,5%) dan kelembaban 18% (<19,75%). DHT11

memiliki rentang galat relatif yang lebih lebar yaitu sebesar 1 – 7% pada

Page 26: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

13

pengukuran suhu dan 11 – 35% pada pengukuran kelembaban. Perbedaan lokasi

pengukuran (di dalam maupun di luar ruangan) dan platform yang digunakan (baik

AVR ataupun Arduino) tidak berpengaruh terhadap hasil pengukuran (Saptadi,

2014)[10].

2.6 SSR (Solid State Relay)

Solid State Relay merupakan komponen utama yang digunakan dalam

sistem. Komponen ini berfungsi sebagai interface (perantara) terutama antara

rangkaian yang menggunakan daya rendah dengan rangkaian peralatan yang

menggunakan daya tinggi (Hamzah Hilal, Badaruddin, 2014)[6].

Pada prinsipnya komponen ini mempunyai fungsi yang sama dengan relay.

Perbedaan yang ada terutama dari segi fisik ataupun bahan yang digunakan. Sebuah

relay terdiri dari sebuah komponen dengan sebuah inti, yang bila dialiri arus listrik

menjadi magnet dan menutup (kontak penutup) atau memutuskan (kontak pemutus)

kontak-kontak bila dialiri arus. Penggunaan relay diantaranya untuk

menghubungkan daya-daya yang besar dengan perantaraan daya- daya yang kecil.

Gambar 2.7 Solid State Relay

Berbeda halnya dengan sebuah komponen yang disebut Solid State Relay.

Komponen ini merupakan rangkaian diskrit yang biasanya sudah dikemas dalam

bentuk satu kemasan. Secara blok SSR tersebut dapat digambarkan seperti

ditunjukkan pada gambar 2.8.

Page 27: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

14

Gambar 2.8 Rangkaian Solid State Relay

Pada relay umumnya, SSR relatif rendah membutuhkan kontrol sirkuit

energi untuk beralih keadaan menjadi keluaran dari off ke aktif, atau sebaliknya.

Karena energi kontrol ini sangat jauh lebih rendah daripada daya keluaran yang

dikendalikan oleh relay pada beban penuh, "power gain" dalam SSR adalah berupa

tegangan 3-32 VDC yang mengendalikan tegangan 24-380 VAC dengan

pengaturan yang berkelanjutan dengan metoda estafet elektromagnetik yang

sebanding. Dengan kata lain, sensitivitas dari SSR seringkali jauh lebih tinggi

daripada sebuah EMR (Elektromekanik Relai) dari output yang sebanding rating.

2.6.1 Keuntungan Menggunakan Solid State Relay

Penggunaan solid state relay mempunyai beberapa keuntungan yang

menyebabkan solid state relay saat ini menarik untuk digunakan pada aplikasi-

aplikasi kontrol untuk beban AC daripada digunakannya relay mekanik

(Electromechanical Relay, EMR), karena penggunaan solid state relay pada

industri dapat dikontol secara variabel, dimana output pengontrolan bukan berupa

tegangan high atau low saja, melainkan berupa variasi dengan tingkatan yang

berbeda tergantung dari input pengontrolannya.

Page 28: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

15

Nilai ouput dari SSR sebanding dengan input yang diberikan ke SSR.

walaupun biaya sebuah solid-state relay lebih mahal daripada biaya sebuah relay

mekanik biasa.

Gambar 2.9 Proses Kerja Solid-State Relay

Keuntungan penggunaan solid state relay

1. Pada solid-state relay tidak terdapat bagian yang bergerak seperti halnya

pada relay. Relay mempunyai sebuah bagian yang bergerak yang disebut

kontaktor dan bagian ini tidak ada pada solid-state relay. Sehingga tidak

mungkin terjadi “no contact” karena kontaktor tertutup debu bahkan karat.

2. Tidak terdapat “bounce”, karena tidak terdapat kontaktor yang bergerak

paka pada solid-state relay tidak terjadi peristiwa “bounce” yaitu peristiwa

terjadinya pantulan kontaktor pada saat terjadi perpindahan keadaan.

Dengan kata lain dengan tidak adanya bounce maka tidak terjadi percikan

bunga api pada saat kontaktor berubah keadaan.

3. Proses perpindahan dari kondisi “off‟ ke kondisi “on‟ atau sebaliknya

sangat cepat hanya membutuhkan waktu sekitar 10us sehingga solid-state

relay dapat dengan mudah dioperasikan bersama-sama dengan zero-

crossing detektor. Dengan kata lain operasi kerja solid-state relay dapat

disinkronkan dengan kondisi zero crossing detektor.

Page 29: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

16

4. Solid-State relay kebal terhadap getaran dan goncangan. Tidak seperti relay

mekanik biasa yang kontaktornya dapat dengan mudah berubah bila terkena

goncangan/getaran yang cukup kuat pada body relay tersebut.

5. Tidak menghasilkan suara “klik‟, seperti relay pada saat kontaktor berubah

keadaan.

6. Kontaktor output pada solid-state relay secara otomatis “latch‟ sehingga

energi yang digunakan untuk aktivasi solid-state relay lebih sedikit jika

dibandingkan dengan energi yang digunakan untuk aktivasi sebuah relay.

Kondisi ON sebuah solid-state relay akan di-latc sampai solid-state relay

mendapatkan tegangan sangat rendah, yaitu mendekati nol volt.

2.7 LCD

Menurut (Agung & Farhan, 2009)[2]. Display LCD 16 X 2 berfungsi

sebagai penampil karakter yang di keluarkan oleh mikrokontroler. LCD yang

digunakan pada alat ini mempunyai lebar display 2 baris dan 16 kolom atau bisa

disebut sebagai LCD character 16 X 2, dengan 16 pin konektor yang di defenisikan

sebagai berikut :

Gambar 2.10 LCD Character 16 x 2

2.7.1 Fungsi-Fungsi LCD

Modul LCD berukuran 16 karakter x 2 baris dengan fasilitas backlighting

memiliki 16 pin yang terdiri dari 8 jalur data, 3 jalur kontrol, dan jalur – jalur catu

Page 30: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

17

daya, dengan fasilitas pin yang tersedia maka LCD 16 x 2 dapat digunakan secara

maksimal untuk menampilkan data yang dikeluarkan oleh mikrokontroller, fungsi

pin – pin LCD dituliskan pada tabel berikut.

Tabel 2.1 Pin LCD Character 16x2

PIN Nama Fungsi

1 Vss Ground Voltage

2 Vdd +3 or +5 V

3 Vo Contrast Ajustment

4 RS Register Select

0 = Instruction Register

1 = Data Register

5 R/W Read/Write. To choose Read Or Write Mode

0 = Write Mode

1 = Read Mode

6 E Enable

0 = start to lacht data to LCD character

1 = disble

7 DB0 H/L Data BusLine

8 DB1 H/L Data BusLine

9 DB2 H/L Data BusLine

10 DB3 H/L Data BusLine

11 DB4 H/L Data BusLine

12 DB5 H/L Data BusLine

13 DB6 H/L Data BusLine

14 DB7 H/L Data BusLine

15 A/ Vee +4.2 V For LED/Negative Voltage Output

16 K Power Supply For B/L (OV)

Sedangkan secara umum pin-pin LCD 16x2 diterangkan sebagai berikut :

Page 31: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

18

1. Pin 1 dan 2, Merupakan sambungan catu daya, Vss dan Vdd dihubungkan

dengan tegangan positif catu daya dan Vss pada 0 V atau ground. Meskipun

data menentukan catu 5 Vdc (hanya pada beberapa mA), menyediakan 6 V

dan 4.5 V yang keduanya bekerja dengan baik, bahkan 3 V cocok untuk

beberapa modul.

2. Pin 3, merupakan Pin kontrol Vee, yang digunakan untuk mengatur kontras

display. Idealnya pin ini dihubungkan dengan tegangan yang bisa dirubah

untuk memungkinkan pengaturan terhadap tingkatan kontras display sesuai

dengan kebutuhan, pin ini dapat dihubungkan dengan variable resistor

sebagai pengatur kontras.

3. Pin 4, merupakan Register Selected (RS), masukan yang pertama dari 3

command control input. Dengan membuat RS menjadi high, data karakter

dapat di transfer dari dan menuju modulnya.

4. Pin 5, merupakan Read/Write (R/W), untuk memfungsikan untuk perintah

write maka R/W low atau akan menulis karakter ke modul. R/W high untuk

membaca data karakter atau informasi status dari registernya.

5. Pin 6, merupakan perintah Enable (E), input ini digunakan untuk transfer

aktual dari perintah – perintah atau karakter antara modul dengan hubungan

data. Ketika menulis ke display, data ditransfer hanya pada perpindahan

high atau low. Tetapi ketika membaca dari display, data menjadi lebih cepat

tersedia setelah perpindahan dari low ke high dan tetap tersedia sinyal low

lagi.

6. Pin 7 sampai 14 adalah delapan jalur data atau data bus (D0 – D7) dimana

data dapat di transfer dari dan ke display.

Page 32: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

19

7. Pin 16 dihubungkan ke tegangan 5 volt untuk memberi teganganan

menghidupkan lampu latar / Back Light LCD.

2.7.2 Pengalamatan LCD

Pengalamatan LCD dimulai dengan menghidupkan LCD, karakter kursor

pada LCD di posisikan pada awal baris pertama (alamat 00H). Masing – masing

sewaktu sebuah karakter di masukkan, kursor bergerak ke alamat selanjutnya 01H,

02H dan seterusnya. Sebuah alamat yang baru bergerak ke alamat selanjutnya,

harus dimasukkan sebagai sebuah perintah. Dengan cara mengirimkan sebuah

perintah Set Display Address, nilai 80H.

2.8 Push Button

Push button merupakan jenis saklar (switch) yang ditekan atau sering

disebut dengan istilah tombol. Fungsinya adalah untuk memutus atau

menghubungsingkatkan suatu sirkuit / rangkaian (Madhawirawan, 2013)[7].

Terdiri dari dua jenis, yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open). Pada

rangkaian ini, push button yang digunakan jenis NO sebagai tombol untuk

pengaturan menu, naik dan turun menu yang dipilih, dan tombol ok.

Gambar 2.11 Push Button

Alat ini befungsi sebagai pemberi sinyal masukan pada rangkaian listrik,

ketika / selama bagian knopnya ditekan maka alat ini akan bekerja sehingga kontak-

kontaknya akan terhubung untuk jenis normally open dan akan terlepas untuk jenis

Page 33: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

20

normally close, dan sebaliknya ketika knopnya dilepas kembali maka kebalikan dari

sebelumnya, untuk membuktikannya pada terminalnya bisa digunakan alat ukur

tester / ohm meter. pada umumnya pemakaian terminal jenis NO digunakan untuk

menghidupkan rangkaian dan terminal jenis NC digunakan untuk mematikan

rangkaian, namun semuanya tergantung dari kebutuhan.

2.9 ATMega 328

ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai

arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses

eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set

Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain

1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus

clock.

2. 32 x 8-bit register serba guna.

3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

4. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent

karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun meskipun catu

daya dimatikan.

6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width

Modulation) output.

8. Master / Slave SPI Serial interface.

Page 34: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

21

Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu

memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat

memaksimalkan kerja dan parallelism.

Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur

tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah

diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi-

instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba

guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang

dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan

sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung

untuk mengambil data pada ruang memori data.

2.10 Arduino Uno

Mikrokontroler atmega328 atau dikatakan arduino sebagai sebuah platform

dari physical computing yang bersifat open source. Kata “platform” sini adalah

sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat

pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman

dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah

software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi

kode biner dan meng-upload ke dalam memori microcontroller. Ada banyak projek

dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan

Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan,

penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan

dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi

Page 35: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

22

pilihan dan acuan bagi banyak praktis (Muhammad Ichwan, Milda Gustiana

Husada, 2013)[8].

Gambar 2.12 Arduino Uno

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8

bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation.

Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung

dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328.

Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam

sebuah microcontroller, pada gambar 2.13 memperlihatkan contoh diagram blok

sederhana dari microcontroller Atmega328 (dipakai pada Arduino Uno).

Gambar 2.13 Diagram Blok Sederhana Dari Microcontroller Atmega328

Blok-blok diagram pada gambar 2.13 akan dijelaskan sebagai berikut:

Page 36: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

23

1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka

yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan

RS-485.

2. 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan),

digunakan oleh variable-variabel di dalam program.

3. 32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk

menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash

memory juga menyimpan bootloader

4. Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh

CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan,

berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi.

5. 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data

yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan

Arduino.

6. Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk

menjalankan setiap instruksi dari program.

7. Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog,

dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.

2.11 PWM (Pulse Width Modulation)

PWM adalah suatu teknik manipulasi dalam pengendalian SSR (atau

perangkat elektronik berarus besar lainnya) yang menggunakan prinsip cut-off dan

saturasi. PWM pada dasarnya adalah menyalakan dan mematikan SSR dengan

cepat, kuncinya adalah mengatur berapa lama waktu On dan Off. PWM umumnya

digunakan untuk mereduksi daya yang melewati SSR sehingga menghindarkan

Page 37: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

24

motor mengkonsumsi daya berlebih. Biasanya digunakan pada peralatan yang tidak

membutuhkan daya penuh pada setiap waktu.

Teknik PWM untuk pengaturan kecepatan SSR adalah, pengaturan

tegangan pada output SSR dengan cara merubah-rubah besarnya duty cycle pulsa.

Pulsa yang yang berubah ubah duty cycle-nya inilah yang menentukan tegangan.

Besarnya amplitudo dan frekuensi pulsa adalah tetap, sedangkan besarnya duty

cycle berubah-ubah sesuai dengan kecepatan aktif atau mati yang diinginkan,

semakin besar duty cylce maka semakin besar tegangan pada SSR, dan sebaliknya

semakin kecil duty cycle maka semakin pelan pula tegangan SSR

Gambar 2.14 Bentuk Gelombang Dari PWM

PWM merupakan salah satu teknik untuk mendapatkan sinyal analog dari

sebuah piranti digital. Sebenarnya sinyal PWM dapat dibangkitkan dengan banyak

cara, secara analog menggunakan IC op-amp atau secara digital.

Gambar 2.15 Duty Cycle PWM

Dengan melihat gambar diatas maka besar tegangan rata-rata akan sama

dengan,

Page 38: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

25

Vavr = ( Ton / ( Ton + Toff ) ) x Vm...........................................................................(1)

Atau jika dalam persen akan sama dengan,

Vavr = ( Ton / ( Ton + Toff ) ) x 100 %......................................................................(2)

Dengan :

Vavr = tegangan rata - rata

Ton = pulsa logika high ( T2 – T1 )

Toff = pulsa logika low ( T3 – T2 )

Vm = tegangan puncak

Dalam aplikasi untuk SSR secara umum, frekuensi PWM dapat ditentukan

mulai dari 60 hingga 2000 Hz sesuai dengan kemampuan switching komponen.

Pembangkitan pulsa PWM dapat diperoleh melalui berbagai rangkaian timer atau

menggunakan mikrokontroler yang di program secara khusus. Sehingga dengan

melakukan pengaturan lebar pulsa dalam teknik PWM maka besar tegangan rata –

rata pun dapat diatur yang pada akhirnya juga akan merubah tegangan SSR.

2.12 Motor DC Magnet Permanen

Motor dengan magnet permanen memiliki keunggulan. Motor jenis ini tidak

lagi memerlukan suplai listrik untuk pembangkitmedan statornya dan fluksmedan

magnetnya relatif konstan. Selain itu, ukuran motor juga dapat dibuat lebih kecil

dan bobotnya lebih ringan. Karena menggunakan sumber listrik dc, motor jenis ini

juga cocok untuk dipakai pada peralatan-peralatan yang portabel.

Motor listrik arus searah merupakan mesin yang mengubahenergi listrik

menjadi energi mekanik.Secara fisik, motor jenis ini dibangun dari kumparan

jangkar (rotor) yang diletakkan di dalam medan magnet (stator). Pada poros jangkar

dipasang komutator yang dihubungkan dengan sikat dari grafit sebagai media untuk

Page 39: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

26

menyalurkan arus listrik dari sumber listrik luar ke sistem kumparan jangkar.

Energi listrik dari luar tersebut oleh motor akan diubah menjadi gerak mekanik

dalam bentuk putaran poros motor. Gerakan poros motor ini selanjutnya dapat

digunakan untuk berbagai jenis aplikasi.

Gambar 2.16 Motor DC Magnet Permanen

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan

untuk diubah menjadi energi mekanik. Dalam motor DC terdapat dua kumparan

yaitu kumparan medan yang berfungsi untuk menghasilkan megan magnet dan

kumparan jangkar yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya gaya gerak listrik

(GGL). Jika arus dalam kumparan jangkar berinteraksi dengan medan magnet, akan

timbul torsi (T) yang akan memutar motor.

Motor arus searah (DC) digunakan dimana kontrol torsi dan kecepatan

dengan rentang yang lebar diperlukan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi. Arah

putaran motor dc magnet permanen ditentukan oleh arah arus yang mengalir pada

kumparan jangkar (armature). Pembalikan ujung-ujung jangkar tidak membalik

arah putaran. Salah satu keistimewaan motor dc ini adalah kecepatannya dapat

dikontrol dengan mudah. Kecepatan motor magnet permanen berbanding langsung

Page 40: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

27

dengan harga tegangan yang diberikan pada kumparan jangkar. Semakin besar

tegangan jangkar, semakin tinggi kecepatan motor.

Page 41: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

28

BAB III

METODE DAN PROSES PENYELESAIAN

3.1 Perancangan Sistem

Perancangan sistem adalah melakukan perancangan secara kesuluruhan

terhadap rangkaian alat yang akan digunakan. Gambar 3.1 merupakan diagram blok

dari oven otomatis. Pengendali suhu ini menggunakan mikrokontroller arduino uno

sebagai pengontrol utama dari rangkaian–rangkaian elektronika yang digunakan,

arduino ini memiliki input sebagai masukan dan output sebagai keluaran yang dapat

mengendalikan komponen–komponen dan peralatan elektronika.

Dalam pembuatan tugas akhir ini, digunakan sensor DHT22 yang

mendeteksi suhu dan kelembaban sebagai pengukur suhu yang pengukuran akan

dikirimkan ke arduino, solid state relay sebagai pengontrol heater. Driver BTS

7960 sebagai pengontrol kipas.

Gambar 3.1 Diagram Blok Rancang Bangun Kendali Oven Dengan Suhu Sampai

100oc Dan Kecepatan Angin Sampai 5 M/Detik

Berdasarkan diagram block diatas prinsip kerja dari alat ini, yaitu ketika

catu daya diaktifkan maka Arduino UNO akan aktif, saat input dimasukkan melalui

Page 42: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

29

push button pada menu yang ditampilkan di LCD yaitu; suhu, treshold suhu, tingkat

pwm, waktu lama aktif kipas, waktu lama mati kipas, dan kecepatan kipas, setelah

pendeklarasian input ditentukan maka data akan disimpan dengan menekan tombol

ok.

Heater akan langsung aktif dan sensor DHT 22 akan langsung membaca

suhu yang ada didalam oven. Heater akan aktif dengan input pwm 100% jika suhu

yang diinputkan belum mencapai treshold. Pada saat pembacaan suhu oleh sensor

mencapai treshold maka heater akan aktif sesuai dengan input pwm yang

sebelumnya disetting. Pwm yang mengontrol heater melalui solid state relay akan

terus aktif sampai setingan suhu yan diinputkan. Pengaktifan pwm pada solid state

relay ini berfungsi untuk memperkecil tegangan pada heater saat suhu oven

mencapai treshold.

Suhu ruangan oven yang telah yang telah sesuai dengan inputnya, maka

input pwm arduino ke solid state relay akan nol. Kondisi ini heater akan langsung

aktif. Pembacaan suhu oleh sensor DHT22 turun dari suhu inputnya maka arduino

akan aktif sesuai pwm yang telah diinputkan sebelumnya. Kondisi akan terus

berlangsung agar suhu didalam oven stabil.

Untuk memperjelas cara kerja dari alat yang dibangun, maka penulis

membuatkan flowchart agar cara kerja dari alat menjadi jelas dan terstruktur,

berikut ini adalah flowchart dari Rancang Bangun Kendali Oven Dengan Suhu

Sampai 100oc Dan Kecepatan Angin Sampai 5 M/Detik.

START

Deklarasi suhu, Treshold

suhu, Waktu on fan, Waktu

off fan, Fan speed

Page 43: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

30

3.2 Perancangan Mekanik Oven

Rancang bangun alat ini sudah ada sebelumnya, modifikasi dilakukan pada

alat ini dengan menambahkan blower yang digunakan untuk menghembuskan udara

dan mensirkulasikan udara yang ada didalam oven.

Rancang bangun oven dan blower dapat dilihat pada gambar 3.2 berikut ini:

Gambar 3.2 Rancang Bangun Oven Otomatis

Keterangan :

1. Box Control

2. Blower untuk oven

3. Rak-rak tempat pengeringan

4. Heater

5. Posisi sensor DHT22

3.3 Perancangan Rangkaian

Pada bagian ini akan dibahas tentang rangkaian yang digunakan pada oven

otomatis sesuai dengan penggunaannya, masing-masing rangkaian akan dijelaskan

sebagai berikut ;

3.3.1 Rangkaian LCD 16x2

Page 44: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

31

LCD berfungsi untuk menampilkan karakter , nilai. Dalam perancangan ini

menggunakan sebuah layar LCD jenis M1632 yang merupakan LCD dua baris

dengan setiap barisnya terdiri dari 16 karakter.

Gambar 3.3 Rangkaian LCD

Masukkan yang diperlukan untuk mengendalikan modul ini berupa jalur

data yang masih ter multiplek dengan jalur alamat. Konfigurasi pin pin LCD yang

terhubung ke arduino adalah sebagai berikut :

1. GND Terhubung langsung dengan ground.

2. VCC diberi tegangan sumber 5 volt.

3. VEE digunakan untuk rangkaian potensiometer yang berfungsi mengatur

kecerahan LCD.

4. RS dihubungkan ke PIN PD8. Pin 4 LCD untuk memberitahu bahwa sinyal

yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini disetting ke logika 1 (High, +5V)

memberitahu bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah.

5. R/W dihubungkan ke Ground. Pin ini digunakan untuk mengatur LCD. Jika di

setting ke logika 1 (High, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data

(membaca data). Dan berfungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di setting

Page 45: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

32

ke logika 0 (Low, 0V). Namun pada aplikasi ini hanya digunakan untuk

menerima data, sehingga dihubungkan ke Gnd.

6. E dihubungkan ke Pin PD9 arduino. Merupakan terminal enable LCD, logika

1 setiap pengiriman atau pembacaan data.

7. DB4 – DB7 dihubungkan ke pin PD4 – PD7 arduino. Merupakan pin data, pada

aplikasi ini hanya menggunakan 4 bit MSB, sehingga hanya digunakan 4 pin

saja.

8. Anoda dihubungkan ke input V+

9. Katoda dihubungkan ke Ground.

Tabel 3.1 Koneksi Pin LCD 16x2 Ke Arduino Uno

No pin lcd Jenis pin lcd No pin

Arduino UNO

R3

Keterangan koneksi pin LCD pada

Arduino UNO

1 GND GND Ke pin GND Arduino UNO

2 VCC VCC Ke pin VCC Arduino UNO

3 CONTR - -

4 RS PD8 Ke pin PD8 Arduino UNO

5 RW GND Ke pin GND Arduino UNO

6 EN PD9 Ke pin PD9 Arduino UNO

7 D0 - -

8 D1 - -

9 D2 - -

10 D3 - -

11 D4 PD4 Ke pin PD4 Arduino UNO

12 D5 PD5 Ke pin PD5 Arduino UNO

13 D6 PD6 Ke pin PD6 Arduino UNO

14 D7 PD7 Ke pin PD7 Arduino UNO

15 NC VCC Ke pin VCC Arduino UNO

16 GND GND Ke pin GND Arduino UNO

Page 46: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

33

3.3.2 Rangkaian Sensor DHT 22

Rangkaian sensor DHT 22 ini merupakan pengkoneksian sensor ke Arduino

UNO. Sensor DHT 22 memiliki 1 pin yang digunakan untuk koneksi ke Arduino

UNO, diantaranya pin VCC (Merah) pin ini merupakan tegangan masukan 5 V ke

sensor DHT 22, GND (Hitam) pin ini merupakan signal Ground dengan tengangan

0 V, Data (Kuning) pin ini merupakan pengiriman data ke arduino uno. Gambar

rangkaian dari sensor DHT 22 dapat dilihat pada gambar 3.4 dibawah ini.

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor DHT 22

Berikut ini adalah tabel pengelompokan pin sensor dengan arduino uno :

Tabel 3.2 Koneksi Pin Sensor DHT 22 Ke Arduino Uno

No pin

DHT 22

Jenis pin

DHT 22

No pin

Arduino

UNO R3

Keterangan koneksi pin DHT22 pada

Arduino UNO R3

1 VCC

(Kuning)

PC3 Ke pin PC3, dengan output high

pada Arduino UNO

2 GND (Hijau) PC1 Ke pin PC1, dengan output low pada

Arduino Uno

3 Data (Orange) PC2 Ke pin PC2, sebagai input data dari

sensor DHT 22

Page 47: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

34

3.3.3 Rangkaian Push Button

Saklar tekan atau push button adalah sebuah perangkat yang digunakan

untuk memutuskan dan menhubungkan rangkaian listrik. Pada oven otomatis ini

saklar tekan ini berfungsi untuk memberikan perintah mulai, memilih menu, tombol

plihan naik dan turun, serta tombol ok untuk memulai perintah apa yang telah

diprogram pada mikro kontroler. Berikut ini merupakan rangkaian saklar tekan

yang terhubung dengan arduino.

Gambar 3.5 Rangkaian Push Button Dengan Pull Up

Cara kerja saklar tekan dari gambar 3.5 yaitu apabila salah satu saklar

ditekan maka pin arduino akan mendapatkan logika 0 yang akan mengaktifkan pin

PD0-PD3 sesuai dengan program yang dirancang. Rangkaian diatas menggunakan

metoda pull-up, untuk mengatasi masalah tidak terbacanya data input ke arduino.

Kesalahan tersebut terjadi karena nilai input mengambang, float state, antara high

dan low. Resistor pull-up akan membuat nilai float menjadi nilai high. Dengan

menambahkan sebuah resistor menuju sumber tegangan, yang dirangkai paralel

dengan jalur yang menuju input pin arduino.

Page 48: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

35

3.3.4 Rangkaian Solid State Relay

Solid State Relay merupakan komponen utama yang digunakan dalam

sistem. Komponen ini berfungsi sebagai interface (perantara) terutama antara

rangkaian yang menggunakan daya rendah dengan rangkaian peralatan yang

menggunakan daya tinggi. Rangkaian dari arduino langsung dihubungkan ke solid

state relay, pin 10 arduino dihubungkan ke positif (+) solid state relay, sedangkan

pin 11 dihubungkan lansung ke negatif (-) solid state relay.

Berikut ini gambar rangkaian solid state relay ke arduino sesuai dengan

pin yang difungsikan :

Gambar 3.6 Rangkaian Arduino Ke Solid State Relay

3.3.5 Rangkaian Driver Motor BTS 7960

Rangkaian driver motor ini merupakan rangkaian untuk pengendali yang

akan mengaktifkan motor sesuai input dari arduino, rangkaian ini akan bekerja saat

mendapatkan perintah dari arduino untuk mengaktifkan motor sehingga motor

dapat berputar dengan kecepatan yang diinputkan sebelumnya, rangkaian ini akan

dihubungkan ke output dari Arduino UNO ke driver motor BTS 7960. Gambar

rangkaian dan tabel koneksi pin driver motor dapat dilihat pada gambar 3.7 dan

tabel 3.3 bawah ini:

Page 49: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

36

Gambar 3.7 Rangkaian Shield Driver Motor BTS 7960

Tabel 3.3 Koneksi Pin Driver Motor BTS 7960 ke Arduino UNO

No pin

BTS 7960

Jenis pin

BTS 7960

No pin

Arduino

UNO R3

Keterangan koneksi Driver BTS

7960 pada Arduino UNO R3

1 VCC (Merah) VCC Ke pin VCC, dengan output 5 Vdc

pada Arduino UNO

2 VCC (Merah) VCC Ke pin VCC, dengan output 5 Vdc

pada Arduino UNO

3 VCC (Merah) VCC Ke pin VCC, dengan output 5 Vdc

pada Arduino UNO

4 GND (Biru) GND Ke pin GND, dengan output 0 Vdc

pada Arduino UNO

5 R PWM (Abu

Abu)

Pin 13 Ke pin 13, dengan output PWM dari

Arduino UNO

6 L PWM

(Kuning)

Pin 12 Ke pin 12, dengan output PWM dari

Arduino UNO

3.4 Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan

Rangkaian ini merupakan gambaran dari sistem pengontrolan oven secara

keseluruhan, dimana Arduino UNO sebagai otak dari rangkaian ini. Sistem ini

bekerja pada tegangan 5-12V dengan sumber tegangan dari power supply. Gambar

3.8 dibawah ini menunjukkan rangkaian dari sistem kendali oven otomatis.

Page 50: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

37

Gambar 3.8 Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan

3.5 Perancangan Tata Letak Komponen Pada Box Mikrokontroller

Perancangan tata letak komponen ini bertujuan agar seluruh mengontrolan

yang dilakukan dpat terpusat dalam satu tempat, dan tertata rapi. Rancangan tata

letak komponen box mikrokontroller dapat dilihat pada gambar 3.9 bawah ini.

keterangan:

1. Catu daya 12 V dc

2. Solid State Relay

(SSR)

3. Driver Motor BTS

7960

4. Catu Daya 5 V dc

5. Arduino dan lcd

shield

Gambar 3.9 Tata Letak Komponen Pada Box Kontrol

1

2 3 4

5

Page 51: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

38

3.6 Pembuatan Alat

Pembuatan alat ini merupakan realisasi rancangan yang telah dibuat.

Rancangan rangkaian dilakukan dengan menggunakan aplikasi Eagle kemudian

akan dicetak pada printed circuit board (PCB), selanjutnya pembuatan instalasi

pada heater dengan box kontrol serta memasang penempatan komponen yang

dibutuhkan pada oven tersebut. rangkaian yang telah selesai dibuat akan

digabungkan dengan menggunakan kabel jumper pada box kontrol. Pemasangan

komponen fuse untuk pengaman lebur pada rangkaian motor dc yang berfungsi

sebagai kipas pembuang panas yang berlebih pada oven, serta pemasangan MCB

sebagai pengaman heater jika terjadi hubung singkat pada hetaer.

3.7 Pembuatan Program Dan Pengujian Alat

Sebelum melakukan pengujian alat, penulis melakukan pembuatan

pemograman pada Arduino UNO. Pembuatan program Arduino UNO akan diuji

pada masing-masing komponen, pengujian dilakukan untuk mengetahui hasil dari:

1. Pengujian Sensor DHT 22

2. Pengujian kenaikan suhu sesuai dengan daya heater

3. Pengujian lcd 16 x 2

4. Pengujian tegangan dan arus heater

5. Pengujian tegangan dan arus motor blower

6. Pengujian tegangan catu daya 5 Vdc dan 12 Vdc

7. Pengujian arduino

Page 52: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian

Pengujian diperlukan mengetahui bahwa alat atau sistem yang dibuat sudah

berjalan sesuai dengan perencanaan. Pengujian alat dilakukan pada saat alat sudah

selesai di buat.

Adapun tujuan dari pengujian alat ini adalah:

1. Untuk mendapatkan hasil pembacaan data apakah sudah akurat atau belum

sehingga bisa diketahui kelayakan penggunaan alat yang dibuat.

2. Untuk mengetahui apakah hardware bisa berjalan sesuai dengan perintah

yang diberikan melalui program yang dibuat.

3. Mengetahui semua rangkaian yang berhubungan dengan tugas akhir apakah

sudah berjalan sesuai dengan yang diinginkan.

4.2 Pengujian LCD 16x2

Pengujian LCD dilakukan berdasarkan gambar 3.3 rangkaian LCD 16 x 2

dan tabel 3.1 koneksi pin LCD ke Arduino UNO dengan potongan program

pengujian LCD seperti berikut ini:

#include <LiquidCrystal.h>

//LiquidCrystal lcd(8, 13, 9, 4, 5, 6, 7);

LiquidCrystal lcd(8, 13, 9, 4, 11, 12, 7);

void setup() {

// Pengaktifan LCD saat Arduino diaktifkan

lcd.begin(16, 2);

lcd.clear();

Page 53: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

40

lcd.setCursor(0,0);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" Tekan OK.");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(" Untuk Mulai ");

//tampilan();

}

Berdasarkan program diatas maka LCD akan menampilkan hasil berupa

tampilan nama “Tekan OK” pada baris 0 dan tampilan “Untuk Mulai” pada baris

1 seperti gambar 4.2 dibawah ini :

Gambar 4.1 Hasil Pengujian LCD 16 x 2

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah port Arduino dapat

berfungsi menampilkan 32 karakter (16 karakter di kolom 1 dan 16 karakter di

kolom 2).

Page 54: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

41

4.3 Pengujian Push Button

Pengujian keypad berdasarkan gambar 3.5 rangkaian keypad, dengan

koneksi pin keypad ke Arduino UNO dengan potongan program pengujian keypad

sebagai berikut:

#include <LCDKeypad.h>

int adc_key_val[5] ={50, 200, 400, 600, 800 };

int jumlahTombol = 5;

void atas(){

switch (xpilih)

{case 1: tempreff += 5; settempon (); break;

case 2: tempTreshold += 1; setTreshold (); break;

case 3: PWMValue += 10; setPWMValue (); break;

case 4: timeron += 5; settimeron (); break;

case 5: timeroff += 5; settimeroff (); break;

case 6: speedFan += 10; setspeedFan (); break;

}

}

void bawah(){

switch (xpilih)

{case 1: tempreff -= 5; settempon(); break;

case 2: tempTreshold -= 1; setTreshold (); break;

case 3: PWMValue -= 10; setPWMValue (); break;

case 4: timeron -= 5; settimeron (); break;

case 5: timeroff -= 5; settimeroff (); break;

Page 55: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

42

case 6: speedFan -= 10; setspeedFan (); break;

}

}

Berdasarkan program pengujian keypad diatas maka pada serial monitor

akan terlihat hasil penekanan tombol-tombol keypad seperti hasil pengujian pada

gambar 4.2 dibawah ini:

Gambar 4.2 Hasil Pengujian Push Button

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah tombol push button

berfungsi secara keseluruhan, berdasarkan potongan sketch diatas. Selain itu juga

dilakukan pengujian tegangan pada titik ground dengan pin arduino. Hasil pengujian

dilakukan untuk mengetahui tegangan saat push button ditekan.

Tabel 4.1 Pengujian Tegangan Pada Push Button

No. Push Button Pin Arduino

Uno

Tegangan keluaran

sebelum saklar

ditekan

Tegangan

keluaran saat

saklar diekan

1 Push Button Menu Pin PD0 0.2 Volt 4.53 Volt

2 Push Button Naik Pin PD1 0.2 Volt 4.53 Volt

3 Push Button Turun Pin PD2 0.19 Volt 4.54 Volt

4 Push Button Ok Pin PD4 0,2 Volt 4.53 Volt

Page 56: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

43

4.4 Pengujian Solid State Relay

Pengujian solid state relay berdasarkan gambar 3.6 rangkaian solid state

relay dengan pin Arduino UNO dengan potongan program pengujian rangkaian

solid state relay berikut ini:

void setup() {

// Inisial pin 10 dan 11 pada arduino untuk SSR

pinMode(10, OUTPUT); digitalWrite(10, HIGH);

pinMode(11, OUTPUT); digitalWrite(11, HIGH);

}

void kontrol(){

int nk = (PWMValue * 10/100 * 25);

if (t <= (tempreff - tempTreshold)) analogWrite(3, 255);

else analogWrite(3, nk);

if (t > tempreff) digitalWrite(3, 0);

}

Potongan program diatas berfungsi untuk mengaktifkan solid state relay,

jika suhu yang dideteksi sensor belum mencapai treshold maka pwm akan aktif 100

%, nilai pwm akan berubah sesuai setingan jika sudah mencapai treshold. Kondisi

akan terus berlanjut hingga suhu mencapai setinggannya, saat suhu tercapai maka

arduino akan menonaktifkan solid state relay, jika suhu menjadi turun dari

setingannya maka arduino akan mengaktifkan solid state relay sesuai setinggan

treshold.

Page 57: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

44

Gambar 4.3 Hasil Pengujian Solid State Relay

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah solid state relay

berfungsi secara keseluruhan, berdasarkan potongan sketch diatas. Solid state relay

aktif ditandai dengan aktifnya lampu tanda pada solid state relay. Selain itu juga

dilakukan pengujian tegangan pada pin + dan pin – solid state relay. Hasil pengujian

dilakukan untuk mengetahui tegangan dan arus pada solid state relay saat arduino aktif

sesuai PWM yang diinputkan oleh arduino uno. Berikut ini adalah titik pengujian

arduino ke solid state relay.

Gambar 4.4 Titik Pengukuran Tegangan Dan Arus Dari Arduino Ke Solid State

Relay

Page 58: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

45

Dari hasil pengukuran diatas maka didapat hasil pengukuran arus dan tegangan

dari arduino ke solid state relay.

Tabel 4.2 Pengujian Tegangan dan Arus Pada Kontrol Arduino Dengan PWM ke

Solid State Relay

No. PWM dari

Arduino UNO

Tegangan input

Solid State Relay

(V)

Arus input Solid

State Relay (mA)

1 10 % 0,34 0,09

2 20 % 0,69 0,09

3 30 % 1,09 1,3

4 40 % 1,38 1,7

5 50 % 1,73 2,3

6 60 % 2,08 3,0

7 70 % 2,43 3,3

8 80 % 2,78 3,8

9 90 % 3,12 4,1

10 100 % 3,47 4,6

Kenaikan arus, tegangan yang diukur di solid state relay tergantung dari

input PWM arduino ke solid state relay, pengukuran dilakukan untuk mengetahui

seberapa besar daya yang digunakan oleh heater pada saat oven beroperasi.

Semakin besar PWM (duty cycle) dari arduino, makan tegangan ke solid state relay

akan semakin besar begitupun sebaliknya. PWM akan bekerja saat pendeklarasian

treshold. Kondisi ini berfungsi untuk mendapatkan suhu kestabilan heater agar

tidak melewati suhu yang diseting sebelumnya.

Page 59: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

46

4.5 Pengujian Driver Motor BTS 7960

Pengujian solid state relay berdasarkan gambar 3.7 rangkaian driver motor

dengan pin Arduino UNO dengan potongan program pengujian rangkaian driver

motor sebagai berikut ini:

int RPWM_Output = 5; // Arduino PWM output pin 5; connect to IBT-2 pin 1

(RPWM)

int LPWM_Output = 6; // Arduino PWM output pin 6; connect to IBT-2 pin 2

(LPWM)

void fanRun(int d1, int d2){

analogWrite(RPWM_Output, d1);

analogWrite(LPWM_Output, d2);

}

void timer(){

ambilwaktu();

if (detik == 0) mnt += 1;

if (mnt >= timeroff) {

dtk += 1;

if (dtk <= timeron){

//analogWrite(11, (speedFan * 10/100 * 25));

fanRun(0, (speedFan * 10/100 * 25));

}

else reset ();

}

lcd.setCursor(13,1);

Page 60: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

47

lcd.print(mnt);

lcd.print("/");

lcd.print(dtk);

}

Potongan program diatas berfungsi untuk mengaktifkan motor melalui

driver motor BTS 7960, motor akan aktif jika waktu setinggan untuk aktif motor

telah tercapai, kecepatan putar motor tergantung dari setingan PWM saat

pendeklarasian program sebelumnya. Kondisi akan terus berlanjut hingga waktu

setingan tercapai, saat waktu aktif (on) tercapai maka arduino akan mengaktifkan

driver motor, jika waktu on telah terhitung sampai waktu setingannya maka arduino

akan mengnonaktifkan driver motor. Berikut ini adalah titik pengujian arduino ke

driver motor BTS 7960.

Gambar 4.5 Titik Pengukuran Tegangan Dan Arus Dari Arduino Ke Driver Motor

BTS 7960

Page 61: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

48

Dari hasil pengukuran diatas maka didapat hasil pengukuran arus dan

tegangan dari arduino ke driver motor BTS 7960 sebagai berikut :

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Tegangan dan Arus Driver Motor BTS 7960

No. Kecepatan

blower

Tegangan input driver

motor BTS 7960 (V)

Arus input driver

motor BTS 7960 (mA)

1 10 % 0,34 0,09

2 20 % 0,69 0,09

3 30 % 1,09 1,3

4 40 % 1,38 1,7

5 50 % 1,73 2,3

6 60 % 2,08 3,0

7 70 % 2,43 3,3

8 80 % 2,78 3,8

9 90 % 3,12 4,1

10 100 % 3,47 4,6

Kenaikan arus, tegangan yang diukur di driver motor BTS 7960 tergantung

dari input PWM arduino ke driver motor BTS 7960, pengukuran dilakukan untuk

mengetahui seberapa besar daya yang digunakan oleh BTS 7960 pada saat motor

beroperasi. Semakin besar PWM (duty cycle) dari arduino, maka tegangan ke driver

motor BTS 7960 akan semakin besar begitupun sebaliknya. PWM akan bekerja saat

pendeklarasian treshold. Kondisi ini berfungsi untuk menjalankan motor sesuai

dengan setingan sebelumnya.

Page 62: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

49

4.6 Pengujian Kecepatan Aliran Udara

Pada pengujian blower ini dilakukan pengambilan data suhu sesuai tampilan

di LCD pada box kontrol, pengambilan data blower dilakukan secara berkala

selama blower aktif, mulai saat oven aktif sesuai dengan program yang diinputkan

kedalam arduino, tingkat kecepatan motor bekerja sesuai dengan input PWM dari

arduino ke driver motor BTS7960. Pengukuran dilakukan pada tegangan dan arus

motor serta pengukuan kecepatan aliran udara menggunakan airflow. kenaikan

setiap kenaikan kecepatan aliran udara dicatat kedalam bentuk tabel.

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Tegangan, Arus, Daya, dan Kecepatan Alian Udara

No Fan Speed

(%)

Tegangan

(V)

Arus

(I)

Daya

(P)

Kecepatan

Aliran Udara

1 10 % 0,9 V 0,80 A 0,72 Watt 0,74 M/s

2 20 % 2,10 V 1,01 A 2,12 Watt 1,08 M/s

3 30 % 3,25 V 1,08 A 3,51 Watt 1,25 M/s

4 40 % 4,26 V 1,32 A 5,62 Watt 1,50 M/s

5 50 % 5,32 V 1,62 A 8,61 Watt 1,95 M/s

6 60 % 6,38 V 1,93 A 12,3 Watt 2,11 M/s

7 70 % 7,39 V 2,46 A 18,7 Watt 2,20 M/s

8 80 % 8,49 V 2,72 A 23 Watt 2,44 M/s

9 90 % 9,56 V 3,12 A 29,8 Watt 2,85 M/s

10 100 % 11,61 V 3,51 A 40,7 Watt 3,19 M/s

Page 63: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

50

4.7 Pengujian Heater

Pada pengujian heater ini dilakukan pengambilan data suhu sesuai tampilan

di LCD pada box kontrol, pengambilan data suhu heater dilakukan secara berkala

selama 1 jam, mulai dari suhu awal oven yaitu 270C sesuai dengan suhu ruangan

sampai suhu didalam oven mencapai suhu kestabilan sesuai setingan yang

diinputkan kedalam arduino, suhu yang diinputkan ada 4 tingkatan yaitu suhu 400C,

600C, 800C, dan 1000C. kenaikan setiap suhu dicatat kedalam bentuk tabel dan

grafik.

4.7.1 Pengujian Suhu 400C, 600C, 800C, dan 1000C

Pengujian ini dilakukan selama satu jam mulai dari suhu ruangan oven

normal dengan suhu ruangan yaitu 270C, berikut adalah tabel pengambilan data

oven ;

Tabel 4.5 Hasil Pengambilan Data Suhu

Waktu

(Menit)

Suhu setingan pada oven

400C 500C 600C 700C 800C 900C 1000C

1 27 27 27 27 27 27 27

2 28 28 28 28 28 27 30

3 29 29 29 29 29 31 32

4 30 30 30 30 30 34 36

5 31 31 31 31 32 37 38

6 32 32 32 32 35 42 41

7 33 33 33 33 37 45 45

8 34 34 39 39 41 48 49

9 35 35 44 44 46 51 52

Page 64: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

51

10 35 35 48 48 50 55 57

11 36 36 52 51 55 59 61

12 36 37 53 53 58 63 65

13 36 38 54 54 64 65 68

14 36 39 54 56 71 69 71

15 37 40 55 58 73 72 74

16 37 41 55 60 74 75 76

17 38 42 56 61 74 79 78

18 38 43 56 62 75 81 80

19 38 44 56 63 76 82 82

20 39 44 57 63 76 83 84

21 39 45 58 64 76 83 86

22 39 46 58 65 77 83 87

23 40 47 59 65 77 83 88

24 40 47 59 66 78 84 89

25 40 48 59 67 79 84 90

26 41 49 59 68 79 84 91

27 41 49 59 69 79 84 91

28 41 49 60 69 80 84 92

29 41 50 60 70 80 85 93

30 41 50 60 70 80 85 94

31 41 50 60 70 80 85 95

32 40 50 60 70 80 85 96

33 40 50 60 70 80 85 97

34 40 50 60 70 80 85 98

35 40 50 60 70 81 86 98

Page 65: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

52

36 40 51 60 71 81 86 99

37 40 51 61 71 81 86 99

38 40 51 61 71 81 87 99

39 40 51 61 71 80 87 99

40 40 50 61 70 80 87 99

41 40 50 61 70 80 88 99

42 41 50 61 70 80 89 99

43 41 50 61 70 80 89 100

44 41 50 61 70 81 89 100

45 41 50 60 71 81 90 100

46 41 50 60 71 81 90 100

47 41 51 60 71 81 90 101

48 41 51 60 71 81 90 101

49 41 51 60 71 80 91 100

50 41 51 60 70 80 91 100

51 41 51 60 70 80 91 100

52 40 50 60 70 80 91 100

53 40 50 61 70 81 90 100

54 40 50 61 70 81 90 100

55 40 50 61 70 81 90 100

56 40 50 61 71 81 90 100

57 40 51 61 71 81 91 100

58 40 51 61 71 80 91 100

59 40 50 60 70 80 91 100

60 40 50 60 70 80 90 100

Page 66: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

53

Data pada tabel 4.4 merupakan hasil pemantauan oven secara berkala,

kondisi suhu oven terus naik secara perlahan sampai ke batas setinggannya, eror

suhu yang terdetiksi pada oven hanya sekitar 10C saja, hal tersebut terjadi jika suhu

melebihi ambang setinggannya maka arduino akan langsung menonaktifkan solid

state relay dan menonaktifkan heater.

Setingan suhu dan nilai treshold telah diatur sebelumnya agar tidak melebihi

input yang diinginkan. Penyetingan ini dilakukan beberapa kali agar didapat nilai

PMW yang tepat dan jarak treshold yang tepat. Penyesuaian treshold dan nilai

PWM arduino berfungsi agar nilai dari suhu tidak melebihi dari inputnya. Nilai dari

kenaikan suhu akan dijabarkan pada grafik dibawah ini ;

Grafik 4.1 Hasil Pengamatan Suhu 400C

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Suhu (

0C

)

Waktu (Menit)

Suhu 40 C

Suhu 40 C

Page 67: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

54

Grafik 4.2 Hasil Pengamatan Suhu 500C

Grafik 4.3 Hasil Pengamatan Suhu 600C

0

10

20

30

40

50

60

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Suhu (

0C

)

Waktu (Menit)

Suhu 50 C

Suhu 50 C

0

10

20

30

40

50

60

70

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Suhu (

0C

)

Waktu (Menit)

Suhu 60 C

Suhu 60 C

Page 68: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

55

Grafik 4.4 Hasil Pengamatan Suhu 700C

Grafik 4.5 Hasil Pengamatan Suhu 800C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Suhu (

0C

)

Waktu (Menit)

Suhu 70 C

Suhu 60 C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Suhu (

0C

)

Waktu (Menit)

Suhu 80 C

Suhu 80 C

Page 69: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

56

Grafik 4.6 Hasil Pengamatan Suhu 900C

Grafik 4.7 Hasil Pengamatan Suhu 1000C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58

Suhu (

0C

)

Waktu (Menit)

Suhu 90 C

Suhu 90 C

0

20

40

60

80

100

120

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58

Suhu (

0C

)

Waktu (Menit)

Suhu 100 C

Suhu 100 C

Page 70: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

57

Data diatas merupakan hasil pengamatan suhu sampai suhu tersebut stabil

dan sesuai dengan inputnya, selain itu untuk mencapai kestabilan penyetingan nilai

treshold dan input PWM dilakukan sesuai tingkatan suhu yang diinputkan.

4.8 Setingan Suhu Pada Alat

Penyetingan suhu ini berfungsi untuk mendapatkan nilai yang pas untuk

penyesuain dengan setingannya agar suhu didalam oven dapat konstan.

4.8.1 Setingan Suhu 400C

Berikut ini adalah setingan suhu 400C sesuai dengan nilai yang tepat setelah

dilakukan beberapa kali pengujian ;

1. Setingan suhu : 400C

2. Nilai Treshold : 70C

3. Nilai PWM : 10%

4. Time on blower : 15 detik

5. Timer off blower : 5 menit

6. Fan Speed : 40%

4.8.2 Setingan Suhu 500C

Berikut ini adalah setingan suhu 500C sesuai dengan nilai yang tepat setelah

dilakukan beberapa kali pengujian ;

1. Setingan suhu : 500C

2. Nilai Treshold : 70C

3. Nilai PWM : 20%

4. Time on blower : 15 detik

5. Timer off blower : 5 menit

Page 71: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

58

6. Fan Speed : 40%

4.8.3 Setingan Suhu 600C

Berikut ini adalah setingan suhu 600C sesuai dengan nilai yang tepat setelah

dilakukan beberapa kali pengujian ;

1. Setingan suhu : 600C

2. Nilai Treshold : 70C

3. Nilai PWM : 20%

4. Time on blower : 15 detik

5. Timer off blower : 5 menit

6. Fan Speed : 50%

4.8.4 Setingan Suhu 700C

Berikut ini adalah setingan suhu 700C sesuai dengan nilai yang tepat setelah

dilakukan beberapa kali pengujian ;

1. Setingan suhu : 700C

2. Nilai Treshold : 80C

3. Nilai PWM : 30%

4. Time on blower : 15 detik

5. Timer off blower : 5 menit

6. Fan Speed : 50%

4.8.5 Setingan Suhu 800C

Berikut ini adalah setingan suhu 800C sesuai dengan nilai yang tepat setelah

dilakukan beberapa kali pengujian ;

1. Setingan suhu : 800C

Page 72: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

59

2. Nilai Treshold : 80C

3. Nilai PWM : 40%

4. Time on blower : 15 detik

5. Timer off blower : 5 menit

6. Fan Speed : 60%

4.8.6 Setingan Suhu 900C

Berikut ini adalah setingan suhu 900C sesuai dengan nilai yang tepat setelah

dilakukan beberapa kali pengujian ;

1. Setingan suhu : 900C

2. Nilai Treshold : 90C

3. Nilai PWM : 40%

4. Time on blower : 15 detik

5. Timer off blower : 5 menit

6. Fan Speed : 60%

4.8.7 Setingan Suhu 1000C

Berikut ini adalah setingan suhu 1000C sesuai dengan nilai yang tepat

setelah dilakukan beberapa kali pengujian ;

1. Setingan suhu : 1000C

2. Nilai Treshold : 90C

3. Nilai PWM : 40%

4. Time on blower : 15 detik

5. Timer off blower : 5 menit

6. Fan Speed : 60%

Page 73: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

60

Pengaturan nilai suhu, threshold, nilai PWM, waktu on blower, waktu off

blower, dan Fan speed dilakukan agar kondisi suhu didalam ruangan oven sesuai

dengan yang kita inputkan, penggunaa treshold berfungsi untuk membuat panas

heater naik secara perlahan-lahan sampai di suhu setingannya, jika nilai treshold

terlalu kecil dan nilai PWM dari arduino diperbesar maka suhu heater akan

melonjak tinggi melebihi nilai setingan yang diinputkan. Penyetingan diatas

didapatkan setelah melakukan beberapa kali pengujian terhadap oven.

Page 74: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

61

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Alat ini dapat difungsikan dengan suhu 400C, 500C, 600C, 700C, 800C, 900C

dan 1000C dan dijaga kestabilannya sehingga suhu diruangan oven dapat

konstan selama proses pengeringan berlangsung.

2. Laju udara didalam oven dapat dikendalikan sesuai dengan waktu yang

diinginkan sehingga suhu didalam oven dapat merata keseluruh ruangan

oven dan membuang panas didalam oven jika melebihi batas settingan yang

diatur terlebih dahulu.

3. Pengeringan dapat ditingkatkan dengan adanya sirkulasi udara karena laju

udara membantu proses pengeringan secara bertahap.

5.2 Saran

Setelah melakukan perancangan dan pembuatan alat ini, saran yang ingin

disampaikan yaitu, supaya alat ini bisa menggunakan sensor yang lebih sensitif

seperti thermocouple tipe k, dan pemasangan airflow pada output blower agar

diketahui kecepatan udara yang mengalir didalam oven. Untuk pengembangan

lebih lanjut bisa menggunakan sistem pintar seperti PID untuk meninimalisir eror

pada suhu ruangan oven.

Page 75: RANCANG BANGUN KENDALI OVEN DENGAN - …repo.polinpdg.ac.id/1023/1/DENAL_AKBAR.pdf · sampai 5 m/detik berbasis mikrokontroler atmega 328 tugas akhir ... program studi teknik listrik

62

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abdul Kadir (2015). Buku Pintar Pemograman Arduino, Tutorial Mudah dan

Praktis Membuat Perangkat Elektronik Berbasis Arduino, Yogyakarta

:Penerbit MediaKom.

[2] Agung, F. S., & Farhan, M. (2009). Sistem Deteksi Asap Rokok Pada Ruangan

Bebas Asap Rokok Dengan Keluaran Suara. Teknik Komputer AMIK GI MDP,

1–9.

[3] Ajadi. BY, Sanusi, Y. (2013). Effect of Relative Humidity on Oven Temperature

of Locally Design Solar Carbinet Dryer, 13(1).

[4] Alifinanda Firca Ardini, L. H. (2013). Pengaruh Karakteristik Logam Dalam

Elemen Pemanas Terhadap Waktu Pengeringan. Fakultas MIPA, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember, 1(1), 1–6.

[5] Aosong, E. (2012). Temperature and Humidity Module. DHT22 Product

Manual, Guangzhou,. Guangzhou, China., (September).

[6] Hamzah Hilal, Badaruddin, B. H. (2015). Switch Peralatan AC Satu Phase

Dengan Menggunakan Solid State Relay. Jurnal sinergi, Teknik Elektro,

Fakultas Teknologi Lndustri Universitas Mercu Buana Jakarta, III(12).

[7] Madhawirawan, A. F. (2013). Trainer Mikrokontroler Atmega32 Sebagai Media

Pembelajaran Pada Kelas XI Program Keahlian Audio Video di SMK Negeri

3 YOGYAKARTA. Jurusan Teknik Elektronika, Fakultas Teknik, Universitas

Negeri Yogyakarta, 1–15.

[8] Muhammad Ichwan, Milda Gustiana Husada, M. I. A. R. (2013). Pembangunan

Prototipe Sistem pengendalian Peralatan Listrik Pada Platform Android.

Jurnal Informatika, 4(2087-5266), 13–25.

[9] Nugroho, N., & Agustina, S. (2015). Analisa Motor DC ( Direct Current )

Sebagai Penggerak Mobil Listrik. Jurnal Mikrotiga, Jurusan Teknik Elektro,

Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 2(ISSN: 2355-0457), 28–34.

[10] Saptadi, A. H. (2014). Perbandingan Akurasi Pengukuran Suhu dan

Kelembaban Antara Sensor DHT11 dan DHT22. Sekolah Tinggi Teknologi

Telematika Telkom Purwokerto, Infotel, 6, 49–56.

[11] Winangsih, Erma Prihastanti, S. P. (2013). Pengaruh Metode Pengeringan

Terhadap Kualitas Simplisia Lempuyang Wangi. Buletin Anatomi Dan

Fisiologi, XXI, 19–25.