Top Banner
ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Disusun Oleh : DWI VIOLITASARI 201010130311061 JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
13

SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

Mar 28, 2019

Download

Documents

duongtram
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: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES

PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER

(SOFTWARE)

SKRIPSI

Disusun Oleh :

DWI VIOLITASARI

201010130311061

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

Page 2: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES

PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER

(SOFTWARE)

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

DWI VIOLITASARI

201010130311061

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

Page 3: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …
Page 4: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Tiada kata yang terbaik dan terindah selain puji syukur kehadirat Allah

SWT, karena berkat rahmat, taufik serta hidayahNya maka penulisan skripsi yang

berjudul “ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES

PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLLER

(SOFTWARE)” dapat terwujudkan, yang digunakan sebagai salah satu

persyaratan untuk meraih gelar sarjana S-1.

Penulisan skripsi ini tidak dapat terselesaikan dengan baik tanpa adanya

bimbingan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini

penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga dan penghargaan

yang setinggi-tinginya kepada :

1. Kedua orang tua penulis yang telah memberi kasih sayang, dukungan baik

moril maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Ibu Ir.Nur Alif, MT., selaku Ketua Jurusan Elektro Universitas

Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang

telah memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Bapak Bapak Ir. Nurhadi, MT. selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah

memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Bapak dan Ibu dosen pengajar serta para staff karyawan jurusan teknik elektro

UMM.

6. Kepada Alm. Ayah dan Alm. Bripda Deny wahyu budhiarso yang selalu

menjadi semangat dalam setiap proses penyusunan skripsi ini.

7. Teman – teman seperjuanganku di kelas Elektro B, terima kasih atas semua

kisah suka dan dukanya. Karena kalian adalah keluargaku juga.

8. Dan semua pihak yang telah membantu kelancaran penulis dalam penyusunan

skripsi ini.

Page 5: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini bisa bermanfaat bagi seluruh

Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro pada khususnya, dan bagi para pembaca

umumnya.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam skripsi

ini, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun akan sangat diharapkan oleh

penulis demi sempurnanya skripsi ini.

Malang, 7 Februari 2015

Penulis

Page 6: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................... iv

ABSTRAK ...................................................................................................... v

ABSTRACT.................................................................................................... vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................ vii

KATA PENGANTAR.................................................................................... viii

DAFTAR ISI................................................................................................... x

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xiv

DAFTAR GRAFIK ........................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah .................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah..................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................... 3

1.5 Metodologi ............................................................................. 4

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................ 4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Lilin Malam Batik .................................................................. 6

2.2 Pemrograman Mikrokontroller Dengan Bahasa C................. 7

2.2.1 Penulisan Program Bahasa C ....................................... 8

2.2.2 Konstanta dan Variable................................................. 9

2.2.3 Komentar ...................................................................... 11

2.2.4 Ekspresi......................................................................... 11

2.2.5 Pernyataan dan Blok Pernyataan .................................. 13

2.3 Dasar Pemrograman............................................................... 15

2.3.1 Aritmatika dan Logika.................................................. 15

2.3.2 Percabangan dan Seleksi Kondisi ................................. 15

2.3.3 Perulangan .................................................................... 17

Page 7: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

2.4 Kontrol PID (Propotional Integral Derivative) ..................... 18

2.5 Penyetelan Paramater Kontroler PID .................................... 23

2.5.1 Metode Ziegler-Nichols ............................................ 24

2.5.2 Metode Kurva Reaksi ................................................ 24

2.5.3 Metode Osilasi ........................................................... 26

2.6 Mikrokontroler ATMEGA16................................................. 27

2.7 Sensor Suhu IC LM35............................................................ 28

2.8 Keypad 4x4 ............................................................................ 31

2.9 LCD 2x20............................................................................... 31

2.10 Motor Servo ........................................................................... 34

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Sistem Keseluruhan atau Blok Diagram Alat ........................ 35

3.1.1 Prinsip Kerja ................................................................. 38

3.2 Flowchart ............................................................................... 39

3.2.1 Penjelasan Flowchart .................................................... 39

3.2.2 Flowchart Kontrol PID ................................................. 40

3.2.3 Penjelasan Flowchart Kontrol PID ............................... 40

3.3 Program Alat .......................................................................... 41

3.3.1 Program Sensor Suhu LM35 ........................................ 41

3.3.2 Program Motor Servo ................................................... 44

3.3.3 Program Keypad ........................................................... 46

3.3.4 Program LCD................................................................ 49

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Rangkaian Motor Servo ........................................ 50

4.1.1 Tujuan........................................................................... 50

4.1.2 Listing Program Motor Servo....................................... 51

4.1.3 Hasil Pengujian Motor Servo ....................................... 53

4.1.4 Analisa Hasil Pengujian Motor Servo .......................... 54

4.2 Pengujian Rangkaian Sensor LM35....................................... 54

4.2.1 Tujuan .......................................................................... 54

4.2.2 Listing Program Sensor Suhu ....................................... 54

Page 8: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

4.2.3 Hasil Pengujian Sensor Suhu LM35............................. 57

4.2.4 Analisa Hasil Pengujian Sensor Suhu LM35 ............... 57

4.3 Pengujian Rangkaian Keypad ................................................ 58

4.3.1 Tujuan........................................................................... 58

4.3.2 Listing Program Keypad............................................... 58

4.3.3 Hasil Pengujian Keypad ............................................... 61

4.3.4 Analisa Hasil Pengujian Keypad .................................. 63

4.4 Pengujian LCD....................................................................... 64

4.4.1 Tujuan........................................................................... 64

4.4.2 Listing Program LCD ................................................... 64

4.4.3 Hasil Pengujian LCD.................................................... 65

4.4.4 Analisa Hasil Pengujian LCD....................................... 65

4.5 Pengujian Kontroller PID....................................................... 66

4.5.1 Tujuan........................................................................... 66

4.5.1.1 Perhitungan PID................................................ 66

4.5.2 Listing Program PID..................................................... 71

4.5.3 Hasil Pengujian PID ..................................................... 73

4.5.3.1 Hasil Pengujian Menggunakan Ziegler Nichols 73

4.5.3.2 Hasil Perbandingan Antara Metode Osilasi Dengan

Kontrol PID Menggunakan Ziegler Nichols..... 74

4.5.3.3 Hasil Pengujian Penambahan Lilin Malam ...... 75

4.5.4 Analisa Hasil Pengujian PID ........................................ 77

4.6 Pengujian Rangkaian Keseluruhan Sistem............................. 77

4.6.1 Tujuan........................................................................... 77

4.6.2 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem............................ 78

4.6.3 Analisa Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem ............. 85

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................ 87

5.2. Saran ...................................................................................... 88

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 9: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Bentuk Tipe data .............................................................................. 10

Tabel 2.2 Operator Relasi ................................................................................ 12

Tabel 2.3 Penyetelan paramater PID dengan metode kurva reaksi.................. 26

Tabel 2.4 Penyetelan paramater PID dengan metode osilasi ........................... 27

Tabel 2.5 PIN dan Fungsi LCD ....................................................................... 32

Tabel 3.1 Keterangan Blok Diagram Alat........................................................ 37

Tabel 4.1 Hasil Percobaan Motor Servo .......................................................... 53

Tabel 4.2 Hasil Percobaan Sensor Suhu .......................................................... 57

Tabel 4.3 Hasil Percobaan Keypad .................................................................. 61

Tabel 4.4 Tabel Kebenaran Keypad 4x4.......................................................... 63

Tabel 4.5 Rumus Metode Ziegler Nichols ....................................................... 66

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem Pada Lilin Malam Klowong . 78

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem Pada Lilin Malam Klowong . 80

Tabel 4.8 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem Pada Lilin Malam Microwax 83

Page 10: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Lilin Malam Batik .................................................................... 7

Gambar 2.2 Blok Diagram PID Controller .................................................. 19

Gambar 2.3 Blok Diagram Kp ..................................................................... 19

Gambar 2.4 Nilai Kp Kecil........................................................................... 20

Gambar 2.5 Nilai Kp Besar .......................................................................... 20

Gambar 2.6 Blok Diagram Kontrol Integral ................................................ 21

Gambar 2.7 Penggunaan Kp dan Ki............................................................. 21

Gambar 2.8 Blok diagram pengontrol Derivative ........................................ 21

Gambar 2.9 Kurva waktu hubungan input-output pengontrol

Derivative ................................................................................. 22

Gambar 2.10 Blok diagram kontroler PID analog ......................................... 23

Gambar 2.11 Kurva respons tangga satuan yang memperlihatkan 25 %

lonjakan maksimum.................................................................. 24

Gambar 2.12 Respon tangga satuan sistem.................................................... 25

Gambar 2.13 Kurva Respons berbentuk S. .................................................... 25

Gambar 2.14 Sistem untaian tertutup dengan alat kontrol proporsional........ 26

Gambar 2.15 Kurva respon sustain oscillation............................................... 27

Gambar 2.16 Mikrokontroller ATMega 16.................................................... 28

Gambar 1.17 IC LM35 ................................................................................... 30

Gambar 1.18 Keypad 4x4............................................................................... 31

Gambar 1.19 LCD 2x20 ................................................................................. 32

Gambar 2.20 Motor Servo.............................................................................. 34

Gambar 3.1 Blok Diagram Alat ................................................................... 35

Gambar 3.2 Skematik Kontrol...................................................................... 36

Gambar 3.3 Flowchart Alur Sistem.............................................................. 39

Gambar 3.4 Rutin PID Interrupt Timer 5 second......................................... 40

Gambar 3.5 Program Sensor Suhu LM35 pada AVR Studio....................... 41

Gambar 3.6 Program Motor Servo pada AVR Studio.................................. 44

Gambar 3.7 Program Keypad pada AVR Studio ......................................... 46

Gambar 3.8 Program LCD pada AVR Studio.............................................. 49

Page 11: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

Gambar 4.1 Program Motor Servo pada AVR Studio.................................. 51

Gambar 4.2 Program Sensor Suhu LM 35 pada AVR Studio...................... 55

Gambar 4.3 Program Keypad pada AVR Studio ......................................... 58

Gambar 4.4 Program LCD pada AVR Studio 4........................................... 64

Gambar 4.5 Hasil Percobaan LCD............................................................... 65

Gambar 4.6 Program PID pada AVR Studio ............................................... 71

Page 12: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Osilasi suhu lilin tembok menggunakan metode Kontrol

Proposional Ziegler Nichols ....................................................... 67

Grafik 4.2 Osilasi suhu lilin klowong menggunakan metode Kontrol

Proposional Ziegler Nichols ....................................................... 67

Grafik 4.3 Osilasi suhu lilin microwax menggunakan metode Kontrol

Proposional Ziegler Nichols ....................................................... 68

Grafik 4.4 Hasil keluaran sistem menggunakan metode Kontrol PID

Ziegler Nichols pada Lilin Tembok............................................ 73

Grafik 4.5 Hasil keluaran sistem menggunakan metode Kontrol PID

Ziegler Nichols pada Lilin Klowong .......................................... 73

Grafik 4.6 Hasil keluaran sistem menggunakan metode Kontrol PID

Ziegler Nichols pada Lilin Microwax......................................... 74

Grafik 4.7 Perbandingan Respon Kontrol Proposional Dengan Kontrol

PID Pada Lilin Tembok .............................................................. 74

Grafik 4.8 Perbandingan Respon Kontrol Proposional Dengan Kontrol

PID Pada Lilin Klowong............................................................. 75

Grafik 4.9 Perbandingan Respon Kontrol Proposional Dengan Kontrol

PID Pada Lilin Microwax ........................................................... 75

Grafik 4.10 Respon Kontrol PID Pada Penambahan Lilin Tembok ............. 76

Grafik 4.11 Respon Kontrol PID Pada Penambahan Lilin Klowong............. 76

Grafik 4.12 Respon Kontrol PID Pada Penambahan Lilin Klowong ............ 76

Page 13: SKRIPSI - core.ac.uk · ALAT PENGONTROL SUHU LILIN MALAM PADA PROSES PEMBUATAN BATIK BERBASIS MIKROKONTROLER (SOFTWARE) SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna …

DAFTAR PUSTAKA

Atmel, 2003.ATMega 162. http://www.alldatasheet.com (diunduh September

2014).

Bulton, W. 2006. Sistem Instrumentasi dan Sistem Kontrol. Jakarta: Penerbit

Erlangga.

Ega Andhika Hanggara Putra, 2014. Pengaturan Pemanas Lilin Otomatis Pada

Canting Elektrik Untuk Proses Pembuatan Batik Tulis Berbasis

Embedded System Dengan Menggunakan Metode PI , JurusanTeknik

Elektro Politeknik Negeri Malang, Malang.

Hakim, Ermanu Azizul. 2012. Sistem Kontrol. Malang: Penerbit UMM Press.

Hany Ferdinando. 2010. Desain PID dengan Software MatLab.

http://fportfolio.petra.ac.id/user_files/98-056/simulasi.pdf. (diakses 5

Oktober 2014).

Jamilah. 2012. Pengenalan Bahasa C. http://jamilah.staff.gunadarma.ac.id.

(diakses 4 September 2014).

Kepala Laboratorium, 2011. Buku Petunjuk Praktikum Sistem Kontrol, Malang:

Universitas Brawijaya.

Lilin batik lasem 2013. http://sentrabatiklasem.com/lilin-batik-lasem/. (diakses 1

September 2014).

Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi-ITB. Pengenalan Matlab.

directory.ung.ac.id/bei/perancis/Download/MOD_1_SISIN.pdf. (diakses

27 Oktober 2014).

Sasongko, Bagus Hari. 2012. Pemrograman Mikrokontroler dengan Bahasa C.

Yogyakarta: Penerbit ANDI.

Wikipedia. 2009. Batik. http://id.wikipedia.org/wiki/Batik. (diakses 1 September

2014).