APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU … · PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS ... Skripsi ini kepersembahkan untuk ... atau pelampung sebagai sensor ketinggian air berada diposisi

TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK

PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

EMANUEL JENDRA WAHYU SAPUTRO

NIM : 115114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK

PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :


NIM : 115114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016


ii

FINAL PROJECT

APPLICATION OF AUTOMATIC SWITCH TO CONTROL

WATER TEMPERATURE BASED ON

MICROCONTROLLER

Presented As Partial Fulfillment Of The Requirements

For the degree of Sarjana Teknik

Electrical Engineering Study Program


NIM : 115114002

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUKPENGENDALI SUHU AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER(APPLTCATTON OF AUTOMATTC SWTTCH TO CONTROL

WATER TEMPERATURE BASED ONMICROCONTROLLER)

Pembimbing

il1

Nffffi-,-%u* Yffi*"d'ry

ahvu Sh

Tanggal :26 Februari 2016


HALAMAN PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUKPENGBNDALI SUHU AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER

(AppLrcATroN oF AUTOMATTC SWTTCH TO CONTROL

WATER TEMPERATURE BASED ON

MTcRocoNTROLLER)disusun oleh:

Emanuel Jendra Wahlru SaputroNIM : 1151140A2

Ketua

Sekretaris

Anggota

Telah dipertahankan di depan panitia pengujiPada tanggal 16 Februai2Afi

Dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji:

Nama Lengkap

: Petrus Setyo Prabowo" S.T., M.T

: Ir. Tjendro, M. Korn.

: Bernadeta Wuri, S.T., M.T.

Yogyakarta, 26 Februari 20 16

1V

\


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya

atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar

pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta" 4 Februari 2016

Emanuel Jendra Wahyu Saputro


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP

MOTTO :

Doa dan Usaha yang utama

Berbuat baik dan jujur dijadikan kebiasaan

Skripsi ini kepersembahkan untuk…..

Tuhan Yesus Kristus,Bunda Maria,Saint Emanuel

Pembimbingku yang setia

Nenek dan Utikku yang aku hormati dan cintai

Petrus Djoko Sutrisno dan Lusiana Endah Sri Wahyuni Bapak

dan Mamah yang aku banggakan dan aku kagumin

Adekku Gabriel Trisna Dwi Anantya yang aku kasihi

teruntuk Flaviana Elva Andjioe terimakasih atas canda,tawa,cinta dan

dukungannya selalu buat aku hingga saat ini

Elektro 2011 atas semua bantuan dan kenangan indah bersama


LEMBARAN PERNYATAAN PERSBTUJUAN

PUBLIKASI KARYA TLMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Emanuel Jendra Wahyu Saputro

Nomor Mahasiswa : 1 15 1 14002

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

APLIKASI MKI,,AR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan s@ara

terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis

tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap

mencantumkan nzlma saya sebagai penulis.

Demikian pemyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta 4 Februari 2016

Emanuel Jendra Wahyu Saputro

vll


viii

INTISARI

Kebutuhan listrik untuk sumber penerangan dan suplai tegangan barang-barang

elektronik semakin meningkat. Sumber tegangan alternatif dapat dimanfaatkan demi

terkecukupinya kebutuhan listrik. Dengan bantuan saklar otomatis pengendali suhu air,

penghematan sumber tegangan dari PLN untuk pemanasan air dapat teratasi. Karena sifat

dari sumber tegangan alternatif yang pengolahannya tidak merusak lingkungan dan

jumlahnya yang melimpah serta dapat dikembalikan fungsinya.

Aplikasi saklar otomatis pengendali suhu air pada tugas akhir ini dibuat dengan dua

sumber tegangan yaitu alternatif dan PLN. Awalnya pemanas akan memanaskan air

dengan sumber tegangan alternatif. Saat sumber tegangan alternatif tidak dapat

memanaskan air hingga suhu 80oC dalam waktu 15 menit, maka secara otomatis digunakan

sumber tegangan PLN. Setelah suhu air 80oC terpenuhi maka alat akan menjaga kestabilan

suhu air. Jika suhu air kurang dari 70oC maka akan dipanaskan kembali mengunakan

sumber tegangan alternatif terlebih dahulu. Proses ini akan berakhir ketika air pada bak

penampungan habis, atau pelampung sebagai sensor ketinggian air berada diposisi bawah.

Hasil akhir dari pembuatan alat aplikasi saklar otomatis pengendali suhu air ini

adalah pemanas air yang mampu mensaklar secara otomatis dan memanaskan air sampai

suhu air 80oC. Keberhasilan dari pembuatan alat 100% dan sumber tegangan alternatif

yang dapat memanaskan air selama 15 menit yaitu saat sumber 190Vac.

Kata kunci : sumber alternatif atau PLN, saklar otomatis, pengendali suhu air.


ix

ABSTRACT

The advantage of electricity for lighting source and supply voltage electronics

goods is increasing. An alternative voltage source used to meet electricity needs. With the

help of automatic switch controller water temperature, saving PLN voltage source for

water heating can be resolved. Because of the nature of the voltage source alternative

processing is not damaging the environment and their numbers are abundant and can be

restored function.

The application automatically switches controlling the water temperature in this

thesis is made with two voltage sources are alternative and PLN. Initially heater will heat

water with alternate voltage source. Current voltage source alternatives can not heat the

water up to a temperature of 80ᴼC within 15 minutes, it will automatically use a PLN

voltage source. After the water temperature is 80ᴼC met then the tool will maintain stable

water temperature. If the water temperature is less than 70ᴼC then be reheated using

alternate voltage source first. This process will end when the water in the tank runs out, or

float as the water level sensor is positioned on the bottom.

The end result of the manufacture automatic switch of water temperature

controllers are water heaters that can be switched automatically and heats the water until

the water temperature is 80ᴼC. The success of the manufacturing tool is 100% and a

alternative voltage source to heat the water for 15 minutes is the source of 190Vac

Keyword: alternative voltage or PLN, automatic switch, controlling the water temperature.


KATAPENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah

memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan

baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharna Yogyakarta.

3. Ir. Tjendro. M. Com dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan ketulusan

hati memberi bimbingan, kritilg saran, serta motivasi dalam penulisan skripsi ini.

4. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T. , Bernadeta Wuri S.T., M.T. dosen penguji yang telah

memberikan masukan, bimbingan, samn dalam merevisi skripsi ini.

5. Bapak, Mamah, Adekku Gebi, Pacarku Elva atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih

sayang yang tiada henti.

6. Bang Ezrald, Kak Elra Respatr, Alex, Anton, Cha-ch4 Catur, Yohanes yang selalu

memberikan bantuan semangat dan motivasi.

7. Staffsekretariat Teknik Elekho, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.

8. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2011 Teknik Elektro Sanata Dharma. Semoga kita

semua diberikan kesuksesan semua

9. Mbak Darmi yang selalu mensiapkan semua kebutuhan yang keluarga saya inginkan..

10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang telah

diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam perpsunan laporan akhir ini masih mengalami

kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itq penulis mengharapkan masukan,

kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi

ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.

Penulis


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................ v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP................................ vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ......................................... vii

INTISARI ....................................................................................................................... viii

ABSTRACT ................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ................................................................................................ x

DAFTAR ISI ................................................................................................................. xi

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

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xvi

BAB I : PENDAHULUAN

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

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ..................................................................................................... 2

1.4. Metodologi Penelitian ............................................................................................ 3

BAB II : DASAR TEORI

2.1. Mikrokontroler ATMega8535 ................................................................................ 4

2.1.1. Konfigurasi Pin ATMega8535 ................................................................ 4

2.1.2. EEPROM ................................................................................................. 5

2.1.3. Analog to Digital Converter .................................................................... 5

2.1.4. ADC Multiplexer Selection Register (ADMUX) .................................... 6

2.1.5. ADC Control and Status Register A (ADCSRA) .................................... 8

2.1.6. Timer/Counter ......................................................................................... 9


xii

2.1.7. Timer/Counter 1 ...................................................................................... 10

2.1.8. Register TIMSK ...................................................................................... 11

2.2. Sensor Suhu PT1001 .............................................................................................. 12

2.3. Limit Switch ............................................................................................................ 14

2.4. Penyearah DC (Rectifer) ......................................................................................... 14

2.5. Filter......... .............................................................................................................. 15

2.6. Trafo Step Down ..................................................................................................... 16

2.7. Relay 2 Channel ..................................................................................................... 17

2.8. Liquid Crystal Display (LCD) ................................................................................ 18

2.9. Elemen Pemanas Air (Heater) ................................................................................ 20

BAB III : PERANCANGAN PENELITIAN

3.1. Gambaran Umum ................................................................................................... 21

3.2. Perancangan Hardware .......................................................................................... 22

3.2.1. Sensor Suhu PT100 ................................................................................. 22

3.2.2. Timer/Counter ......................................................................................... 23

3.2.3. Rangkaian Pendeteksi Sumber Alternatif yang Masuk ........................... 24

3.2.4. Sensor Ketinggian Air ............................................................................. 25

3.2.5. LCD ......................................................................................................... 26

3.2.6. Modul Relay ............................................................................................ 27

3.3. Perancangan Software............................................................................................. 27

3.4.1. Diagram Alir Program Utama ................................................................. 28

3.4.2. Perancangan Tampilan pada LCD ........................................................... 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Implementasi Alat ......................................................................................... 31

4.2. Hasil Implementasi Perangkat Keras ...................................................................... 32

4.2.1. Rangkaian Mikrokontroler dan Catu Daya .............................................. 33

4.2.2. Rangkaian LCD 16x2 .............................................................................. 34

4.2.3. Rangkaian Modul Relay .......................................................................... 34

4.2.4. Rangkaian Limit Switch ........................................................................... 35

4.2.5. Rangkaian Sensor PT100 ........................................................................ 35


xiii

4.2.6. Rangkaian Sensor Pendeteksi Tegangan ................................................. 36

4.3. Pengujian Sistem dan Sub Bab Sistem ................................................................... 37

4.3.1. Pengujian Limit Switch ............................................................................ 37

4.3.2. Pengujian Rangkaian Pendeteksi Tegangan ............................................ 38

4.3.3. Pengujian Sensor Suhu PT100 ................................................................ 40

4.3.4. Pengujian Relay 2 Chanel ....................................................................... 43

4.3.5. Pengambilan Data dan Analisis dengan Sumber Tegangan Alternatif ... 44

4.3.6. Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif < 100Vac .............................. 46

4.3.7. Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif yang Dirubah ........................ 47

4.3.8. Analisis Pengendalian Suhu .................................................................... 48

4.4 Hasil Perancangan dan Pembahasan Perangkat Lunak .......................................... 49

4.4.1. Program untuk Membaca Nilai Suhu Air ................................................ 49

4.4.2. Program Limit Switch .............................................................................. 50

4.4.3. Program Saat Sumber Alternatif Kurang Dari 100Vac ........................... 50

4.4.4. Program Timer ......................................................................................... 51

4.4.5. Program Pendeteksi Masukan Alternatif ................................................. 52

4.4.6. Program Untuk Menstabilkan Suhu Air .................................................. 52

4.5 Analisis Kekurangan Sistem ................................................................................... 53

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ............................................................................................................. 54

5.2. Saran…… ............................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

LAMPIRAN A List Program ............................................................................................ L1


xiv

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1. Konfigurasi ATMega 8535 ......................................................................... 5

Gambar 2.2. Bentuk fisik Pt100 ...................................................................................... 12

Gambar 2.3. Rangkaian pembagi tegangan ..................................................................... 13

Gambar 2.4. Contoh limit switch ..................................................................................... 14

Gambar 2.5. Rangkaian penyearah gelombang penuh .................................................... 14

Gambar 2.6. Rangkaian filter pada penyearah ................................................................ 15

Gambar 2.7. Bentuk gelombang penyearah gelombang penuh ....................................... 15

Gambar 2.8. Trafo step down .......................................................................................... 17

Gambar 2.9. Contoh modul relay 2 channel ................................................................... 17

Gambar 2.10. LCD Character 16x2 ................................................................................... 18

Gambar 2.11. Kolom dan Baris Karakter pada LCD 16x2 ............................................... 18

Gambar 2.12. Konfigurasi Pin LCD 16x2 ......................................................................... 18

Gambar 2.13. Contoh Heater ............................................................................................ 20

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem ................................................................................. 21

Gambar 3.2. Perancangan rangkaian Pt100 ..................................................................... 22

Gambar 3.3. Perancangan rangkaian pendeteksi sumber alternatif ................................. 24

Gambar 3.4. Perancangan sensor ketinggian air ............................................................. 25

Gambar 3.5. Rangkaian limit switch pada sensor ketinggian air ..................................... 26

Gambar 3.6. Rangkaian LCD .......................................................................................... 27

Gambar 3.7. Rangkaian perancangan modul relay ......................................................... 27

Gambar 3.8. Diagram alir keseluruhan sistem ................................................................ 29

Gambar 3.9. Tampilan LCD ............................................................................................ 30

Gambar 4.1. Hasil implementasi saklar otomatis pengendali suhu air ............................ 32

Gambar 4.2. Box sistem kontrol mikrokontroler ............................................................. 32

Gambar 4.3. Bak penampung dan sensor air dalam satu plant ....................................... 33

Gambar 4.4. Rangkaian mikrokontroler dan catu daya ................................................... 33

Gambar 4.5. Rangkaian LCD 16x2 ................................................................................. 34

Gambar 4.6. Penampakan modul relay ........................................................................... 34

Gambar 4.7. Pemasangan limit switch ............................................................................. 35


xv

Gambar 4.8. Penampakan rangkaian sensor PT100 ........................................................ 35

Gambar 4.9. Pemasangan sensor PT100 ......................................................................... 36

Gambar 4.10. Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan ............................................. 36

Gambar 4.11. Tampilan LCD saat limit switch tidak terdorong keatas............................. 37

Gambar 4.12. Pengujian nilai ripple rangkaian pendeteksi tegangan ............................... 38

Gambar 4.13. Tampilan LCD saat tegangan alternatif mencukupi ................................... 39

Gambar 4.14. Tampilan LCD saat diswitch ke sumber PLN ............................................ 39

Gambar 4.15. Grafik hasil rangkaian pendeteksi tegangan ............................................... 40

Gambar 4.16. Grafik suhu air terhadap hambatan ............................................................. 43

Gambar 4.17. Hasil pemasangan kaki-kaki modul relay .................................................. 44

Gambar 4.18. Grafik pemanasan air dengan sumber tegangan alternatif.......................... 46

Gambar 4.19. Grafik pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater ................. 49

Gambar 4.20. Program untuk membaca suhu air .............................................................. 49

Gambar 4.21. Gambar tampilan pada LCD ....................................................................... 50

Gambar 4.22. Listening program limit switch ................................................................... 50

Gambar 4.23. Hasil tampilan LCD ketika bak penampungan kosong .............................. 50

Gambar 4.24. List program switch PLN saat tegangan alternatif kurang dari 100Vac ..... 51

Gambar 4.25. List program untuk mengatur pewaktuan switch PLN ............................... 51

Gambar 4.26. List program untuk pendeteksi masukan alternatif .................................... 52

Gambar 4.27. Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan ............................................. 52


xvi

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel.2.1. Register ADMUX ......................................................................................... 6

Tabel.2.2. Pengaturan tegangan referensi ADC ............................................................. 7

Tabel.2.3. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 0 ............................................ 7

Tabel.2.4. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 1 ............................................ 7

Tabel.2.5. ADC Control and Status Register A (ADCSRA) ......................................... 8

Tabel.2.6. Skala Clock ADC .......................................................................................... 9

Tabel.2.7. Register TCCR 1A ......................................................................................... 10

Tabel.2.8. Register TCCR 1B ......................................................................................... 11

Tabel.2.9. Konfigurasi Bit Clock Select ......................................................................... 11

Tabel.2.10. Register TIMSK ............................................................................................. 12

Tabel.2.11. Konfigurasi Pin LCD 16x2 ........................................................................... 19

Tabel.4.1. Hasil pengujian limit switch .......................................................................... 38

Tabel.4.2. Pengujian output rangkaian pendeteksi tegangan ......................................... 40

Tabel.4.3. Pengujian output rangkaian sensor PT100 .................................................... 41

Tabel.4.3. (Lanjutan) Pengujian output rangkaian sensor PT100 .................................. 42

Tabel.4.4. Pengujian waktu pendinginan dengan suhu ruangan sekitar 28OC ............... 43

Tabel.4.5. Hasil pengujian relay in1 dan 2 .................................................................... 44

Tabel.4.6. Pengujian saat memanaskan air menggunakan tegangan alternatif .............. 45

Tabel.4.7. Pengujian alat dengan sumber tegangan alternatif > 100Vac ....................... 46

Tabel.4.8. Perbandingan suhu yang tertampil LCD dengan suhu pada multimeter ....... 47

Tabel.4.9. Pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater ............................... 48

Tabel.4.10. Pengujian kesetabilan suhu air ...................................................................... 53


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Judul

Aplikasi Saklar Otomatis untuk Pengendali Suhu Air Berbasis Mikrokontroler.

1.2 Latar Belakang

PLN merupakan perusahaan milik pemerintah yang bergerak dalam bidang penyediaan

listrik di seluruh wilayah Indonesia. Listrik yang dipasok PLN dinilai belum bisa menjangkau

daerah–daerah terpencil di Indonesia. Imbasnya perkembangan dan kemajuan suatu daerah

sangat tergantung pada pasokan listrik yang diterima di daerah tersebut [1].

Alat-alat rumah tangga saat ini dinilai terlalu mengkonsumsi daya yang cukup besar,

seperti lemari pendingin, setrika, dan pompa air. Padahal pasokan yang dimiliki PLN belum

mampu mencukupi semua kebutuhan pelanggannya. Hal ini ditambah dengan sarana dan

prasarana jaringan listrik yang belum menjangkau semua daerah semakin menambah

kekurangan dari PLN itu sendiri. Melalui PLN pemerintah menyerukan gerakan Hemat Energi

Listrik [2]. Program Hemat Energi Listrik ini dimaksudkan agar konsumen listrik pada

umumnya dapat menggunakan listrik dengan lebih bijak yaitu menggunakan listrik

seperlunya. Program ini juga bermaksud untuk menambah jangkauan pelayanan listrik oleh

PLN dengan menambahkan sarana dan prasarana pendukung seperti pembangkit dan jaringan

listrik.

Peran pemerintah daerah (pemda) juga harus ikut terlibat dalam proses pemerataan

pasokan listrik di wilayahnya. Dalam hal ini pemda seharusnya berkoordinasi dengan PLN

dalam pemanfaatan energi alternatif, jika pembangkit konvensional seperti PLTA atau PLTPB

tidak dimungkinkan untuk dibangun. Sebagai contoh, pemda DIY mulai menggunakan energi

alternatif untuk mendukung ketersediaan listrik khususnya di daerah terpencil yang belum

tersentuh oleh PLN [3]. Kinerja pemda DIY diwujudkan dengan membangun pembangkit

listrik alternatif di daerah pesisir pantai baru. Listrik yang dihasilkan dikelola oleh warga

setempat dan digunakan untuk kebutuhan rumah tangga yang berada di kawasan pantai baru


2

tersebut. Sebenarnya warga sekitar sudah menikmati layanan listrik dari PLN, namun atas

inisiatif warga daerah dan dukungan dari Pemda DIY dibangunlah pembangkit alternatif yang

memanfaatkan energi angin dan cahaya matahari sebagai sumbernya. Kemauan untuk

berkreatif dan ingin memajukan daerahnya menjadikan daerah pesisir pantai baru sebagai

contoh untuk daerah pesisir lainnya.

Melihat dari besarnya manfaat energi alternatif maka peneliti merancang sebuah

penelitian terkait dengan energi alternatif yang aplikasinya diterapkan pada pemanas air

(heater). Dengan pengaplikasian alat ini, peneliti mengharapkan adanya penghematan listrik

yang berasal dari PLN. Alat ini masih berupa prototype sehingga dalam perancangan

digunakan regulator tegangan AC sebagai pengganti kincir angin. Regulator variabel yang

digunakan memiliki jangkauan tegangan 20 - 240 VAC. Ketinggian air juga akan dideteksi

menggunakan sensor level ketinggian air yang berfungsi sebagai masukan untuk saklar

otomatis. Keseluruhan sistem pada alat ini dikontrol langsung oleh mikrokontroler.

Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega8535, mikrokontroler jenis ini

banyak diaplikasikan dalam rangkaian elektronik, khususnya yang membutuhkan kontrol

otomatis [4].

1.3 Tujuan dan Manfaat

Melihat dari sistem yang akan dikembangkan dan nantinya bisa diaplikasikan untuk

perkembangan teknologi, peneliti menulis skripsi ini dengan tujuan untuk :

1. Menghasilkan prototype aplikasi sistem saklar otomatis pengatur suhu air.

2. Menghasilkan pemanas air dan penghematan energi listrik.

Sedangkan manfaaat dari penulisan skripsi ini untuk pembaca adalah :

1. Pembaca dapat memahami mengenai cara kerja dari sistem otomatis pengatur

suhu air.

2. Menjadi acuan dan rujukan pembaca dalam mengaplikasikan sistem saklar

otomatis pemanas air dengan 2 sumber yang berbeda.

3. Sebagai bahan referensi mahasiswa apabila ingin mengembangkan suatu sistem

saklar otomatis seperti yang dibuat penulis.


3

1.4 Batasan Masalah

Penelitian akan dibatasi pada pembuatan sistem saklar otomatis pengendali suhu air.

Spesifikasi alat yang digunakan yaitu :

1. Heater sebagai pemanas.

2. Sumber tegangan alternatif diganti regulator variabel tegangan maksimal 240Vac.

3. Mikrokontroler AVR ATMega 8535.

4. LCD bar 2 x 16 sebagai penampil.

5. Volume air yang dipanaskan kurang lebih 1 liter.

6. Sensor Suhu PT100.

7. Suhu air yang dipanaskan hingga ± 80ᴼC

1.5 Metodeologi Penelitian

Dalam perancangan tugas akhir ini, langkah-langkah yang dilakukan sebagai berikut:

1. Mencari dasar-dasar teori tentang pemanas air yang tepat, ATMega 8535, sensor

suhu dan sistem saklar otomatis.

2. Mencari masukan-masukan tentang penulisan dengan judul yang terkait dengan

sistem yang akan penulis buat.

3. Merancang sekaligus membuat sistem secara keseluruhan.

Merancang dan mengaplikasikannya sistem kontrol ketinggian air pada bak

penampung air.

Menempatkan sensor suhu pada bak penampung air dan membuat

rangkaian sensor suhunya.

Merancang dan membuat mikrokontroler untuk pengendali tiap komponen.

Pembuatan program yang menghubungkan pengendali tiap komponen dan

keseluruhan sistem.

4. Melakukan pengujian setiap komponen dan sistem secara keseluruhan.

Pengujian tiap sistem dan komponen pendukungnya.

Pengujian pemrogram untuk setiap sub bab sistemnya.

Pengecekan feedback yang sudah diatur sedemikian rupa.

5. Pengambilan data dan analisis sistem secara keseluruhan.


4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler ATMega8535

Perkembangan dunia teknologi telah maju dengan pesat dalam bidang elektronika,

khususnya dunia mikroelektronika. Atmel sebagai salah satu vendor yang mengembangkan

dan memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu teknologi standar bagi para

perancang sistem elektronika masa kini. Dengan perkembangan terakhir, yaitu generasi

AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor), perancang sistem elektronika telah diberi suatu

teknologi yang memiliki kapabilitas yang amat maju. Mikrokontroler AVR merupakan

seri mikrokontroler CMOS 8-bit yang diproduksi oleh Atmel berbasis arsitektur RISC

(Reduced Instruction Set Computer) [5]. Chip AVR yang digunakan pada tugas akhir ini

adalah ATmega8535.

ATMega8535 memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C danPort D.

2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. SRAM sebesar 512 bit.

6. Unit interupsi internal dan eksternal.

7.EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory) sebesar

512 bit yang dapat diprogram saat operasi.

8. Antarmuka komparator analog.

2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega8535

Kofigurasi pin ATMega8535 bisa dilihat pada Gambar 2.1. Penjelasan secara

fungsional sebagai berikut:

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

2. GND merupakan pin ground.

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


5

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

yaitu Timer/Counter, komparator analog dan SPI.

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

yaitu TWI, komparator analog dan timer oscilator.

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

yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk membuat mikrokontroler reset.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan tegangan untuk clockeksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Gambar 2.1. Konfigurasi ATMega 8535

2.1.2 EEPROM

EEPROM merupakan memori data yang akan menyimpan ketika chip mati (off).

Sifat EEPROM, tetap dapat menyimpan data saat tidak ada suplai dan juga dapat diubah

saat program sedang berjalan. ATMega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM

8 bit sebesar 512 byte di alamat ($000-$1FF) [6].

2.1.3 Analog to Digital Converter (ADC)

Mikrokontroler ATMega8535 menyediakan fitur ADC yang sudah ter-built-in

dalam chipnya. Spesifikasi ADC pada ATMega8353 yaitu terdapat 8 jalur ADC 8/10 bit

yang mendukung 16 macam penguat beda [7]. Selain itu waktu konversinya berkisar di


6

antara 65 – 260us. Masukan analog yang diizinkan berada pada level 0V-VCC, jika

masukannya lebih dari VCC (5V) maka IC tidak dapat menterjemahkan nilai masukan

yang diterimanya dan IC bisa rusak. Terdapat tiga jenis nilai referensi ADC yaitu VCC

(5V), internal referensi (2.56V), dan dengan menggunakan pin Vref.

Data hasil konversi dapat dihitung dengan persamaan :

a. Konversi tunggal

𝐴𝐷𝐶 = 𝑉𝑖𝑛 . 1024

𝑉𝑟𝑒𝑓 (2.1)

dengan :

Vin : tegangan masukan pada pin yang dipilih

Vref : tegangan referensi

b. Penguat beda

𝐴𝐷𝐶 = (𝑉𝑝𝑜𝑠−𝑉𝑛𝑒𝑔).𝐺𝑎𝑖𝑛 .512

𝑉𝑟𝑒𝑓 (2.2)

Dengan :

Vpos = Tegangan masukan pada pin positif

Vneg = Tegangan masukan pada pin negatif

Gain = Faktor penguatan

Vref = Tegangan referensi

2.1.4 ADC Multiplexer Selection Register (ADMUX)[7]

Tabel 2.1. Register ADMUX

Bit 7:6 – REFS1:0 :References Selection Bits

Bit REF0-1 adalah bit – bit pengatur mode tegangan referensi ADC. Referensi ini

tidak dapat dirubah saat konversi sedang berlangsung. Mode tegangan referensi

dapat dilihat di tabel 2.2.


7

Tabel 2.2. Pengaturan Tegangan Referensi ADC

REFS1 REFS0 Tegangan Referensi

0 0 Pin AREF, internal referensi tidak aktif

0 1 Pin AVCC, dengan pin AREF diberi kapasitor

1 0 Tidak digunakan

1 1 Internal Vref 2.56V, dengan pin AREF diberi kapasitor

keterangan :

’00’ : tegangan referensi menggunakan tegangan yang terhubung ke pin AREF.

‘01’ : tegangan referensi menggunakan tegangan AVCC dan pin AREF diberi

kapasitor.

‘10’ : tidak digunakan.

‘11’ : tegangan referensi menggunakan tegangan referensi internal dan pin AREF

diberi kapasitor.

Bit 5 – ADLAR : ADC Left Adjust Result

Bit ADLAR berfungsi untuk mengatur format penyimpanan data ADC pada

ADCL dan ADCH. Dua jenis penyimpanan data ADC bergantung pada nilai bit

yang diberikan pada register ADLAR seperti ditunjukkan pada tabel 2.2 dan tabel

2.3.

Tabel 2.3. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 0

Tabel 2.4. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 1


8

Bit 4:0 – MUX4:0 : Analog Channel and Gain Selection Bit

Bit MUX berfungsi memilih kanal input yang terhubung dengan ADC. Bit MUX

juga befungsi memilih besarnya penguatan pada kanal penguat beda. Jika terjadi

perubahan nilai pada bit ini saat proses konversi sedang berlangsung, perubahan

tersebut tidak akan berpengaruh sampai seluruh konversi selesai (ADIF pada

ADCSRA bernilai 1/Set).

2.1.5 ADC Control and Status Register A (ADCSRA)[7]

Tabel 2.5. ADC Control and Status Register A (ADCSRA)

Bit 7 – ADEN : ADC Enable

Bit ADEN digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan fasilitas ADC. Jika

bit ADEN = 1 maka ADC aktif dan jika bit ADEN = 0 maka ADC tidak aktif.

Bit 6 – ADSC : ADC Start Conversion

Bit ADSC digunakan untuk mengetahui proses konversi yang sedang

berlangsung.ADSC akan bernilai satu saat konversi sedang berjalan, saat konversi

berakhir maka akan bernilai nol. Memberi nilai inisialisasi nol pada bit ini tidak

akan memberikan efek apapun. Pada mode konversi tunggal, mengubah nilai bit

ini menjadi satu untuk memulai setiap konversi. Sedangkan pada mode free

running, mengubah nilai bit ini menjadi satu untuk memulai konversi pertama.

Bit 5 – ADATE :ADC Auto Trigger Enable

Bit ADATE berfungsi untuk mengaktifkan pemicu konversi ADC sesuai dengan

bit–bit ADTS pada register SFIOR. Jika bit ADATE = 1 maka pemicu ADC aktif.

Bit 4 – ADIF :ADC Interrupt Flag

Bit ADIF adalah bendera interupsi ADC yang digunakan untuk menunjukkan ada

tidaknya permintaan interupsi ADC. Bit ADIF akan bernilai “1” jika proses

konversi ADC telah selesai.

Bit 3 - ADIE : ADC Interrupt Enable

Bit ADIE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan interupsi ADC.

Bit2:0 – ADPS2:0 :ADC Prescaler Select Bit


9

Bit ADPS2, ADPS1, dan ADPS0 digunakan untuk menentukan faktor pembagi

frekuensi kristal yang hasilnya akan digunakan sebagai clock ADC.

Tabel 2.6. Skala Clock ADC

ADPS2 ADPS1 ADPS0 Faktor Pembagi

0 0 0 2

0 0 1 2

0 1 0 4

0 1 1 8

1 0 0 16

1 0 1 32

1 1 0 64

1 1 1 128

2.1.6 Timer/Counter

ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit

dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode

yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu,

semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing

timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara

kerjanya [8].

Interrupt timer berasal dari dua sumber yaitu: Overflow interrupt, dimana

interrupt terjadi jika TCNTn mencapai 255 untuk timer 8 bit dan 65535 untuk timer 16 bit.

Atau compare match interrupt, dimana interrupt terjadi jika nilai OCR sama dengan

TCNTn. Pada dasarnya Timer hanya menghitung pulsa clock. Frekuensi pulsa clock yang

dihitung tersebut bisa sama dengan frekuensi kristal yang digunakan atau dapat

diperlambat menggunakan prescaler dengan faktor 8, 64, 256, atau 1024. Contohnya jika

sebuah sistem mikrokontroler menggunakan kristal dengan frekuensi 4 MHz dan timer

yang digunakan adalah timer 8 bit, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan

adalah:

tMAX = (1/fCLK) x (FFh+1) (2.3)


10

Untuk menghasilkan timer yang lebih lama dapat digunakan prescaler, misalnya

1024, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan adalah:

tMAX = (1/fCLK) x (FFh+1) x N (2.4)

tMAX = (1/4.000.000) x (255+1) x 1024

tMAX = 0,065536 s

Untuk menghitung nilai TCNT supaya menghasilkan waktu timer tertentu

dipergunakan rumus berikut:

(2.5)

Dimana: TCNT = nilai Timer (Heksadesimal)

fCLK = Frekuensi clock kristal yang digunakan (Hz)

Ttimer = Waktu timer yang diinginkan (detik)

N = prescaler (1,8,64,256,1024)

1+FFFFh = nilai maksimum timer adalah FFh dan overflow saat FFh ke 00h

2.1.7 Timer/Counter 1

Timer/Counter 1 berbeda dengan Timer/Counter 0 atau Timer/Counter 2 karena

Timer/Counter 1 memiliki kapasitas 16 bit artinya Timer/Counter ini mampu mencacah

sebanyak 216 atau kalo didesimalkan menjadi 65536.

Timer/Counter 1 ini diatur oleh register TCCR1A (Timer/Counter Control Register

1A) dan TCCR1B (Timer/Counter Control Register 1B).

Tabel 2.7. Register TCCR 1A

bit 7: 6__COM1A 1:0 = Compare Output Mode untuk chanel A

bit 5: 4__COM1B 1:0 = Compare Output Mode untuk chanel B


http://www.flickr.com/photos/52483361@N02/5296549488/

11

Register COM1A 1:0 dan COM1B 1:0 mengontrol kondisi pin output compare

(OC1A dan OC1b). Jika salah satu atau kedua bitpada register COM1A 1:0 ditulis

menjadi satu , maka kaki pin OC1A tidak berfungsi normal sebagai port I/O. Begitu

juga denganregister COM1B 1:0 ditulis menjadi satu, maka kaki pin OC1B juga

tidak nerfungsi normal sebagai Port I/O. Fungsi dari pin OC1A dan OC1B

tergantung pada pengaturan pada register WGM11 : WGM10 diatur sebagai mode

PWM atau mode non-PWM.

Tabel 2.8. Register TCCR 1B

Bit 7__ICNC1: Input Capture Noise Canceler.

Bit 6__ICES1: Input Capture Edge Select Reverse Bit.

Bit 4 : 3__WGM 13&12 : Waveform Generation Mode.

Bit 2 : 0__Clock Select.

Ketiga bit tersebut mengatur sumber clock yang digunakan untuk.

Tabel 2.9. Konfigurasi Bit Clock Select

2.1.8 Register TIMSK

Selain register-register di atas, terdapat pula register TIMSK (Timer/Counter

Interrupt Mask Register) dan



12

Tabel 2.10. Register TIMSK

OCIEx: Output Compare Match Interrupt Enable. Jika bit tersebut diberi logika 1

dan bit I SREG juga berlogika 1, maka bisa dilakukan enable interupsi Output

Compare Match Timer/Counter x.

TOIEx: Overflow Interrupt Enable. Jika diberi logika 1 dan bit I SREG juga

berlogika 1, maka bisa dilakukan enable interupsi Overflow Timer/Counter x.

TCIE1: Timer/Counter 1, Input Capture Interrupt Enable

2.2. Sensor Suhu PT100

Pt100 merupakan tipe sensor suhu yang banyak digunakan dalam industri. Sensor

ini memiliki spesifikasi hambatan 100Ω pada suhu 0˚C dan terbuat dari platina yang

memiliki akurasi tinggi, murah dan mudah digunakan. Pt100 mempunyai dua variasi, yang

umum memiliki hambatan 139,50Ω pada suhu 100 ˚C dan yang lain memiliki hambatan

139,00Ω pada suhu 100˚C. Gambar dan skema Pt100 dapat dilihat pada Gambar 2.2 [9].

Gambar 2.2. Bentuk fisik Pt100

Sensor Pt100 memiliki akurasi 0,2%, 0,1% dan 0,05% pada suhu 0°C. Semakin

tinggi akurasinya semakin mahal harganya. Rentang suhu yang dapat dijangkau Pt100

yaitu antara -200°C sampai dengan 850°C.

Hambatan rendah pada Pt100 dapat menyebabkan galat pada penunjuk hambatan.

Ada dua galat penunjuk hambatan, yaitu offset error yang disebabkan penunjuk itu sendiri



13

dan galat yang disebabkan oleh panas. Pemanasan internal dapat menyebabkan galat, ini

dikarenakan adanya arus yang melewati sensor. Arus yang besar memberikan sinyal yang

bagus untuk elektronis tetapi juga memberi galat yang besar. Penggunaan arus yang baik

adalah 1mA. Pada Pt100, perubahan suhu 1°C akan menyebabkan hambatan berubah

0,384Ω. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada persamaan berikut [9]:

Rt = Ro ( 1 + A.Δt + B(Δt)2) (2.6)

dengan :

A = 3,9083E-3 Ω/°C

B = -5,775E-7 Ω/°C2

Ro = Hambatan mula-mula = 100Ω pada 0 °C

Rt = Hambatan saat suhu t

t = Suhu ( ˚C)

Peneliti menggunakan rangkaian pembagi tegangan dengan tegangan sumber 5 volt

pada pt100 seperti gambar 2.3. dan keluaran (Vout) dari rangkaian tersebut masuk ke ADC

mikrokontroler.

Gambar 2.3. Rangkaian pembagi tegangan

Untuk mendapatkan nilai R pada pembagi tegangan dapat digunakan rumus dengan

persamaan berikut :

V= I *( R+RPt100 ) (2.7)


14

2.3. Limit Switch

Untuk mengetahui ketinggian zat cair sudah sesuai dengan kebutuhan dapat

menggunakan cara yang paling sederhana yaitu, dengan menggunakan limit switch [10].

Dengan cara limit switch yang diberi gagang panjang, kemudian ujungnya diberi

pelampung sehingga dapat mengapung diatas permukaan zat cair. Saat air mencapai level

air yang ditentukan.

Gambar 2.4. Contoh limit switch

2.4 Penyearah DC (Rectifier)

Rectifer adalah sebuah rangkaian yang mengkonversi sebuah sinyal AC (arus

bolak-balik) menjadi sinyal DC (arus searah). Penulis menggunakan full-wave rectifier dan

berikut ini adalah gambar rangkaiannya [11].

Gambar 2.5. Rangkaian penyearah gelombang penuh

Dapat dilihat persaman berikut:

Vm = Vrms .√2 (2.8)

VL = Vm – ( 2.VD )

Vm = Tegangan keluaran maksimal

Vrms = Tegangan effektif

VL = Tegangan keluaran di hambatan

VD = Tegangan pada dioda


15

2.5 Filter

Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan ripple,

sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, dengan memanfaatkan proses

pengisian dan pengosongan muatan kapasitor [11].

Penyearah gelombang penuh tapis kapasitor diperoleh dengan menghubungkan

paralel kapasitor beban dari rangkaian seperti gambar 2.6. Bentuk gelombang tegangan

keluaran terlihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.6. Rangkaian filter pada penyearah

Gambar 2.7. Bentuk gelombang penyearah gelombang penuh

Bila tegangan pengosongan kapasitor total dinyatakan dengan Vr, maka tegangan

keluaran dc [8] adalah:

Vdc = VL – 𝑉𝑟

2

(2.9)


16

dimana:

Vdc = Tegangan input regulator (5V)

VL = Tegangan puncak

Vr = Tegangan ripple

Maka Vr adalah:

Vr = I𝑑𝑐

2∗ 𝑓∗𝐶∗

V𝑑𝑐

V𝐿

(2.10)

dimana:

Idc = Arus maksimal keluaran

f = Frekuensi

C = Kapasitor filter

2.6 Trafo Step Down

Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau

menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok

yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder)

yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan

magnet yang dihasilkan. Transformator dikatakan ideal ketika jumlah energi yang masuk

pada kumparan primer sama dengan jumlah energi yang keluar pada kumparan

sekunder. Hubungan antara tegangan, kuat arus dan jumlah lilitan pada kumparan

primer dan sekunder dirumuskan [12] :

(2.11)

Vp = tegangan primer (tegangan input) dengan satuan volt (V)

Vs = tegangan sekunder (tegangan output) dengan satuan volt (V)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

Ip = kuat arus primer (kuat arus input) dengan satuan ampere (A)

Is = kuat arus sekunder (kuat arus output) dengan satuan ampere (A)


17

Gambar 2.8. Trafo step down

2.7 Relay 2 Channel

Relay merupakan komponen yang berfungsi sebagai saklar dalam berrbagai

macam sistem kontrol. Keunggulan relay adalah dapat mengontrol proses switching dari

jarak jauh. Hal ini dimungkinkan karena penyaklaran relay bukan bersifat langsung,

namun menggunakan koil atau biasa disebut dengan Contactor Relay (CR) yang

menggunakan sifat elektromagnetis untuk menggerakkan saklar. Relay dapat digunakan

untuk proses switching tegangan AC [13].

Modul relay yang digunakan pada alat ini memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Memilliki 2 Channel Relay dengan masukan 5 volt DC dan arus 15 – 20 mA.

2. Dapat digunakan pada tegangan AC (250V dan 10A).

3. LED Indicator Relay Status.

4. Dapat dikontrol langsung oleh mikrokontroler.

5. Memiliki saklar Normally Open (NO) dan Normally Close (NC) pada setiap

channel.

Gambar 2.9. Contoh modul relay 2 channel


18

2.8 Liquid Crystal Display (LCD) [14]

Liquid Crystal Display (LCD) merupakan salah satu komponen display elektronik

yang berfungsi menampilkan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD dibuat

dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan cara tidak menghasilkan cahaya tetapi

memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan

cahaya dari back-lit.

Gambar 2.10. LCD Character 16x2

Jenis LCD yang umum digunakan yaitu LCD karakter dan LCD Grafik.LCD

karakter adalah LCD yang hanya bisa menampilkan karakter, khususnya karakter ASCII

seperti karakter yang terdapat pada keyboard komputer. Sedangkan LCD grafik adalah

LCD yang tidak terbatas tampilannya, bahkan dapat menampilkan foto. LCD grafik inilah

yang nantinya berkembang menjadi LCD yang biasa dilihat pada layar komputer.

LCD karakter yang beredar dipasaran umumnya dituliskan dalam bilangan

matriks dari jumlah karakter yang dapat dituliskan dalam LCD tersebut, yaitu jumlah

kolom dikalikan dengan jumlah baris. Sebagai contoh LCD 16x2 memiliki 16 kolom dan 2

baris, jadi total karakter yang dapat dituliskan berjumlah 32 karakter. Konfigurasi LCD

dapat dilihat pada gambar 2.11 di bawah ini.

Gambar 2.11. Kolom dan Baris Karakter pada LCD 16x2

Untuk dapat mengendalikan LCD harus memiliki koneksi yang benar dengan

mengetahui konfigurasi pin – pin pada modul LCD seperti yang ditampilkan pada gambar

2.12 dan tabel 2.11 di bawah ini.

Gambar 2.12. Konfigurasi Pin LCD 16x2


19

Tabel 2.11. Konfigurasi Pin LCD 16x2

LCD 16x2 memiliki mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan

LCD. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan tiga buah memori dan tiga buah register.

Setiap memori dan register yang ada memiliki fungsinya masing – masing berikut ini :

1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) : merupakan memori tempat

karakter yang akan ditampilkan berada.

2. CGRAM (Character Generator Random Acces Memory) : merupakan memori

untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat

diubah – ubah sesuai dengan keinginan.

3. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk

menggambarkan pola sebuuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter

dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD

sehingga user tinggal mengambil sesuai alamat memorinya dan tidak dapat

merubah karakter dasar yang ada di CGROM.

4. Register Perintah : yaitu register yang berisi perintah – perintah dari

mikrokontroler ke panel LCD pada saat proses penulisan data atau tempat status

dari panel LCD yang dapat dibaca saat instruksi pembacaan data dijalankan.

5. Register Data : yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke

DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke

DDRAM sesua dengan alamat yang telah diatur sebelumnya


20

Selain itu, pada modul LCD juga terdapat pin yang digunakan sebagai kontrol

atau masukan data diantaranya adalah :

1. Pin Data (DB0 - DB7) : merupakan jalur untuk memberikan data karakter yang

ingin ditampilkan pada LCD. Pin ini dapat dihubungkan dengan bus data dar

rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

2. Pin RS (Register Select) : berfungsi sebagai indikator atau penentu jenis data

yang masuk, apakah merupaan data atau perintah. Logika low menunjukkan ada

perintah yang masuk seperti clear screen dan posisi kursor, sedangkan logika high

menunjukkan data text yang akan ditampilkan pada LCD.

3. Pin R/W (Read/Write) : berfungsi sebagai instruksi pada modul LCD. Jika

berlogika low maka modul akan menulis data sedangkan jika high maka modul

akan membaca data. Pada aplikasi umum pin R/W dihubungkan dengan logika

low atau dihubungkan langsung ke pin GND.

4. Pin EN (Enable) : diigunakan untuk mengaktifan atau menonaktifkan LCD.

5. Pin Vo (Contrast) : berfungsi untuk mengatur kecerahan tampilan (kontras) pada

LCD.

2.9 Elemen Pemanas Air (Heater)

Heater adalah elemen pemanas air dari bentuk dasar yaitu 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. Kemudian panas yang dihasilkan oleh heater akan

mengkonduksi air.

Gambar 2.13. Contoh Heater


21

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1. Gambaran Umum

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 diatas menunjukan urutan cara kerja sistem secara keseluruhan. Sistem

ini terdiri dari beberapa bagian diantaranya:

1. Sumber alternatif adalah sumber tegangan yang didapat dari pembangkit alternatif

seperti kincir atau panel surya, namun dalam penelitian ini diganti regulator

variabel.

2. Sumber PLN adalah sumber tegangan langsung dari PLN yaitu 220 VAC.

3. Saklar yang digunakan berupa modul relay, berfungsi mengatur tegangan masuk

yang digunakan sebagai sumber tegangan bagi heater.

4. Mikrokontroler berfungsi untuk memproses sistem kerja alat.

5. Digunakan relay untuk mengatur nyala mati heater.

6. Heater sebagai beban atau pemanas air.

7. Sensor ketinggian air untuk menentukan tinggi air yang dipanaskan.

8. Sensor suhu untuk melihat suhu air yang telah dipanaskan.

9. LCD sebagai penampil suhu air dalam bak penampung dan sumber tegangan yang

digunakan bagi heater.


22

Prinsip kerja sistem ini adalah sebagai berikut. Terdapat dua sumber utama yaitu

sumber alternatif dan sumber PLN. Sistem akan memilih ketersediaan di antara dua sumber

tersebut sehingga dapat digunakan untuk memanaskan air. Jika kedua sumber tersebut

tersedia maka sumber yang diprioritaskan adalah sumber alternatif. Sensor level air digunakan

untuk mengetahui kondisi volume air sebelum dipanaskan, jika volume air belum mencapai

1liter maka bak penampung air akan diisi terus hingga kondisi terpenuhi. Kemudian sensor

suhu akan mulai membaca temperatur air dan akan menampilkannya ke LCD. Heater akan

memanaskan air pada bak penampung hingga suhu air mencapai suhu 80oC. Ketika sumber

alternatif tidak mampu memanaskan air hingga suhu 80 oC dalam waktu 20 menit, sumber

tegangan bagi heater akan di-switch dari sumber alternatif ke sumber PLN.

3.2. Perancangan Hardware

3.2.1 Sensor Suhu Pt100

Sensor suhu yang digunakan dalam perancangan ini adalah Pt100. Pada Pt100,

perubahan suhu akan berpengaruh pada perubahan hambatan. Rangkaian sensor suhu Pt100

yang didapatkan berdasarkan persamaan (2.6). Rangkaian sensor suhu dapat dilihat pada

gambar 3.2.

Gambar 3.2 Perancangan rangkaian Pt100

Rangkaian ini menggunakan prinsip pembagi tegangan dengan tujuan memperoleh

tegangan pada Pt100 yang kemudian akan dipakai sebagai masukan Port A.0 ADC pada

mikrokontroler ATMega 8535. Arus konstan yang digunakan pada perancangan adalah 1mA

seperti yang telah dijelaskan pada dasar teori.


23

Untuk mendapatkan nilai resistor (R1) pada pembagi tegangan dapat menggunakan

rumus (2.7) besar nilai resistor: (3.1)

5𝑣𝑜𝑙𝑡 = 1𝑚𝐴 ∗ ( 𝑅 + 100Ω)

𝑅1 + 100Ω = 5𝑣𝑜𝑙𝑡

1𝑚𝐴

𝑅1 = 5000 – 100 Ω

𝑅1 = 4𝐾9 Ω

Untuk nilai resistor 4K9Ω dikarenakan tidak ada dipasaran maka penulis

membulatkan menjadi 5KΩ.

Berdasarkan persamaan (2.6), Nilai Pt100 saat 0 oC adalah: (3.2)

𝑅0 = 𝑅𝑜 ( 1 + 𝐴. 𝛥𝑡 + 𝐵(𝛥𝑡)2)

𝑅0 = 100 ( 1 + 3,9083.10 − 3 .0 + −5,775.10 − 7 (0)2)

𝑅0 = 100 Ω

Dengan prinsip pembagi tegangan, maka tegangan pada sensor suhu Pt100 saat 00C

adalah: (3.3)

𝑉𝑝𝑡100 = 100

5000 + 100 . 5𝑉

𝑉𝑝𝑡100 = 98,039 𝑚𝑉

Berdasarkan persamaan (2.6), Nilai Pt100 saat 100 oC adalah: (3.4)

𝑅100 = 𝑅𝑜 ( 1 + 𝐴. 𝛥𝑡 + 𝐵(𝛥𝑡)2)

𝑅100 = 100 ( 1 + 3,9083.10 − 3 .100 + −5,775.10 − 7 (100)2)

𝑅100 = 138,4525 Ω

Dengan prinsip pembagi tegangan, maka tegangan pada sensor suhu Pt100 saat 1000C

adalah: (3.5)

𝑉𝑝𝑡100 = 138,4525

5000 + 138,4525 . 5𝑉

𝑉𝑝𝑡100 = 134,722 𝑚𝑉

3.2.2 Timer/Counter

Dalam penelitian ini penliti memnggunakan timer counter 1 untuk menghasilkan

penghitung waktu 1detik. Digunakan persamaan 2.5 sehingga hasil yang didapatkan sebagai

berikut: (3.6)


24

𝑇𝐶𝑁𝑇 = (1 + 𝐹𝐹𝐹𝐹ℎ) − (𝑇𝑡𝑖𝑚𝑒𝑟 ∗ 𝑓 𝐶𝐿𝐾

𝑁)

𝑇𝐶𝑁𝑇 = (1 + 65535) – (1 ∗ 12 𝑀𝐻𝑧

1024)

𝑇𝐶𝑁𝑇 = 53817,25 ≈ 53818

𝑇𝐶𝑁𝑇 = 53818 = 𝐷23𝐴ℎ

𝑇𝐶𝑁𝑇1𝐻 = 𝐷2ℎ

𝑇𝐶𝑁𝑇1𝐿 = 3𝐴ℎ

Dari persamaan diatas didapatkan nilai TCNT (sebagai timer) untuk 1detik adalah

D23Ah.

3.2.3 Rangkaian Pendeteksi Sumber Alternatif yang Masuk

Gambar 3.3 Perancangan rangkaian pendeteksi sumber alternatif

Untuk mendeteksi ada tidaknya sumber alternatif, sumber alternatif diturunkan

tegangannya terlebih dahulu menggunakan trafo. Pada penelitian ini peneliti menggunakan

pin 4,5 Volt pada transformator. Keluaran dari transformator tersebut disearahkan

menggunakan rangkaian penyearah dioda sehingga tegangan sumber alternatif tersebut

dirubah menjadi sumber tegangan DC (tidak lagi AC). Tegangan DC hasil dari penyearah

dioda, dihilangkan rippelnya menggunakan rangkaian filter. Hal ini bertujuan agar tegangan

DC yang dihasilkan memiliki tegangan yang statis. Dalam keadaan ini sumber alternatif

sepenuhnya menjadi DC dengan rippel yang kecil.

Berikut ini adalah perancangan rangkaian filter full-wave dari persamaan 2.8:

𝑉𝑚 =4,5

0,308 (3.7)

𝑉𝑚 = 14,61 volt

Vdc = 0,636 . 𝑉𝑚

Vdc = 9,29 volt


25

𝑟 (𝑟𝑖𝑝𝑝𝑒𝑙) = 4,5

9,29 𝑥 100% = 48%

𝑉(𝑟𝑚𝑠) = 2,4 𝑉𝑑𝑐

𝑅. 𝐶

0,484 = 2,4

𝑅. 𝐶

𝑅. 𝐶 = 4,96

0,484 ; 𝑗𝑖𝑘𝑎 𝐶 = 100𝑢𝐹

Maka nilai resistornya: (3.8)

𝑅 .100𝑢 = 4,96

0,484

𝑅 = 49,6 𝐾Ω

Dikarenakan resistor tersebut tidak terdapat dipasaran maka niali R (beban) yang

digunakan = 50KΩ

Hasil dari proses diatas dijadikan inputan ke Pin A.1 pada port ADC mikrokontroller.

Mikrokontroller akan memprosesnya sehingga dapat diketahui tersedia tidaknya sumber

alternatif.

3.2.4 Sensor Ketinggian Air

Sensor ketinggian ini menggunakan pelampung dan limit switch sebagai komponen

utamanya. Berikut ini adalah penampakan sensor ketinggian air.

Gambar 3.4 Perancangan sensor ketinggian air

Pelampung merupakan pendeteksi tinggi air. Saat mencapai ketinggian kurang lebih

1liter air maka gagang akan menyentuh limit switch. Keluaran dari limit switch akan diterima


26

mikrokontroler, kemudian mikrokontroler akan memprosesnya. Proses yang dimaksud adalah

proses untuk menghentikan pengisian air.

Untuk memperoleh keluaran limit switch yang diharapkan, penulis menggunakan

rangkaian seperti berikut.

Gambar 3.5. Rangkaian limit switch pada sensor ketinggian air

Pada rangkaian tersebut saat limit switch ditekan, limit switch akan memberikan

kondisi low atau berlogika (0). Kondisi low inilah yang akan diproses mikrokontroler untuk

menghentikan pengisian air.

3.2.5 LCD

LCD digunakan untuk menampilkan data output dari sensor suhu dan sumber

tegangan yang digunakan. Pada perancangan ini LCD yang digunakan adalah LCD 16x2 yang

memiliki tipe LMB1621. LCD jenis ini memungkinkan pemrogram untuk mengoprasikan

komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. LCD digunakan untuk menampilkan data suhu yang

didapat dari sensor suhu alat ini. Data sumber tegangan yang tersedia juga dapat dilihat pada

LCD. Nantinya akan ditampilkan pada bar atas dan bawah.


27

Gambar 3.6 Rangkaian LCD

3.2.6 Modul Relay

Dalam perancangan ini relay digunakan sebagai saklar pemilih sumber tegangan

yang dapat digunakan dan sebagai on- off heater.

Gambar 3.7 Rangkaian perancangan modul relay

3.3. Perancangan Software

Software merupakan sekumpulan instruksi yang harus diproses oleh mikrokontroler

untuk mengatur sistem kerja alat secara keseluruhan. Dapat diartikan bahwa software

merrupakan jalan pikiran alat, seadangkan mikrokontroler merupakan otaknya. Oleh sebab itu

software perlu dirancang sesuai kebutuhan alat, kemudian diusahakan simpel tapi semua

kebutuhan alat tersebut tercapai. Perancangan software ini menggunakan program CV AVR

dengan bahasa pemograman C.

1

2

+5V

Dari Pin D.0

Dari Pin D.5

Dari sumber alternatif

Dari sumber PLN

Ke Heater


28

3.3.1. Diagram Alir Program Utama

Progam ini dimulai dengan melakuakan inisialisasi port-port mikrokontroler yang

digunakan untuk proses yang akan dilakukan mikrokontroler. LCD akan menampilkan

peringatan bahwa alat sudah siap jika sensor level air sudah sesuai dengan ketinggian air yang

ditetapkan. Setelah ketinggian air sudah sesuai untuk mulai dipanaskan mikrokontroler akan

mengirimkan data ke LCD dengan tampilan “level air terpenuhi”. Setelah alat tersebut siap,

LCD akan menampilkan sumber tegangan yang tersedia antara alternatif ataupun PLN.

Kemudian, heater akan memanaskan air dengan prioritas sumber tegangan alternatif seperti

dapat dilihat di diagram alir sistem gambar 3.8.

Saat tegangan alternatif lebih kecil dari 160 VAC maka heater akan memanaskan air

menggunakan tegangan PLN 220VAC, sehingga waktu untuk memanaskan air akan lebih

cepat. Saat tegangan alternatif naik turun menyebabkan pemanasan tidak maksimal, maka

relay bekerja untuk mengganti sumber tegangan menggunakan sumber tegangan alternatif

setelah 15 menit. Setelah suhu air sudah mencapai ±80oC maka pemanas akan mati dan akan

hidup kembali setelah suhu air turun hingga ±70oC, pemanas air akan menjaga suhu hingga

tetap ±80oC. Berikut ini adalah diagram alir sistem ditunjukan pada gambar 3.8.


29

Gambar 3.8. Diagram alir keseluruhan sistem

START

Apakah indikator

tegangan alternatif

>160 VAC ?

Apakah tegangan PLN

tersedia?

Cek suhu dan tampilkan

Heater Off

Apakah suhu

= 70 drajat C ?

Tampilkan tidak

ada sumber

Nyalakan pemanas

Apakah

Suhu >=80?

waktu pemanasan

> 20menit?

Cek suhu dan tampilkan

Nyalakan pemanas

dan cek suhu

Apakah

Suhu >=80 ?

Apakah tinggi

air sudah 1liter?Isi air

End

Ambil data

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Ya

Switch

menggunakan

tegangan PLN

>150 VAC

Waktu pemanasaan

>15menit

Ya

Tidak


30

3.3.2 Perancangan Tampilan pada LCD

(a) (b)

Gambar 3.9 Tampilan LCD (a) saat menggunakan tegangan alternatif dan (b) saat

menggunakan tegangan PLN

Tampilan LCD ini digunakan untuk menampilkan sumber tegangan yang digunakan

dan suhu air. Penulis merancang tampilan pada LCD adalah sebagai berikut. Pada baris

pertama ditampilkan sumber tegangan yang digunakan untuk memanskan air, sedangkan pada

baris kedua ditampilkan suhu air yang dipanaskan secara real time yang didapat dari sensor

Pt100. Gambar 3.8 memperlihatkan tampilan LCD yang diharapkan.

Alternatif

Suhu = 65oC

PLN

Suhu = 35oC


31

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi gambar fisik hardware yang dibuat, pembahasan tentang tiap bagian

hardware, hasil pengujian tiap sub bab sistem, pengujian pengendali sistem, hasil

pengujian alat secara keseluruhan, pengambilan data dan pembahasan tentang program

yang digunakan pada mikrokontroler. Berdasarkan data-data tersebut dapat dilakukan

analisis terhadap proses kerja alat yang kemudian dapat digunakan untuk menarik

kesimpulan akhir. Nantinya hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh untuk

memperlihatkan bahwa hardware atau software yang dirancang telah bekerja dengan baik

atau tidak.

Terdapat penambahan ataupun perubahan sistem yang dibuat supaya sistem

mendekati perancangan yaitu:

i. Ketika sumber tegangan alternatif kurang dari 100 Vac sistem akan langsung

switch menggunakan sumber tegangan PLN.

ii. Saat sumber alternatif dan PLN tidak tersedia maka tampilan LCD akan memilih

sumber PLN. Setelah sumber alternatif tersedia maka sistem akan mulai

memanaskan dengan sumber alternatif.

4.1. Hasil Implementasi Alat

Pada bagian ini akan memperlihatkan hasil jadi alat seperti gambar 4.1.

Implementasi alat dari mulai bak penampung air, heater, mikrokontroler ATmega 8535,

modul relay, sensor suhu PT100, rangkaian pendeteksi tegangan, limit switch, dan

raingaian sensor suhu saling berhubungan dalam satu sistem.

Awalnya bak penampung air akan diisi hingga ketinggian air yang ditentukan

±1liter. Setelah tuas pada limit switch terdorong naik atau sudah sesuai dengan tinggi

minimal air yang ditentukan sistem akan mulai memanaskan air menggunakan sumber

tegangan alternatif ataupun sumber tegangan PLN. Jika dalam 15 menit sistem tidak dapat

memanaskan air dengan sumber alternatif, relay akan switch otomatis menggunakan

sumber PLN. Saat suhu air sudah mencapai 80ᴼC heater akan mati secara otomatis.

Feedback dari alat ini kemudian akan diproses kembali oleh mikrokontroler untuk

penstabil suhu air.


32

Gambar 4.1 Hasil implementasi saklar otomatis pengendali suhu air

4.2. Hasil Implementasi Perangkat Keras

Hasil dari perancangan perangkat keras terdiri atas rangkaian mikrokontroler

sekaligus catu daya, LCD, rangkaian sensor PT100, modul relay, rangkaian limit switch

dan rangkaian pendeteksi tegangan. Pembuatan rangkaian sistem kontrol mikrokontroler

dan seluruh komponen pendukung dalam satu box sistem gambar 4.2. Untuk bak

penampung, sensor ketinggian air dan sensor suhu terdapat pada satu plant gambar 4.3.

Gambar 4.2 Box sistem kontrol mikrokontroler


33

Gambar 4.3 Bak penampung dan sensor air dalam satu plant

4.2.1. Rangkaian Mikrokontroler dan Catu Daya

Rangkaian sistem mikrokontroler dan catu daya merupakan rangkaian yang

digunakan sebagai pusat sumber tegangan serta rangkaian yang digunakan untuk

menjalankan ATMega8535.

Gambar 4.4. Rangkaian mikrokontroler dan catu daya

Keterangan Gambar 4.7.:

1. Input + trafo 6. Port A

2. Input - trafo 7. Port C

3. Output + 5V 8. Port B

4. Ground 9. Port D

5. Port untuk downloader 10. Port ATMega8535


34

4.2.2. Rangkaian LCD 16x2

Rangkaian LCD 16x2 merupakan rangkaian yang digunakan untuk

menghubungkan LCD 16x2 dengan minimum sistem serta pengaturan tingkat kecerahan

LCD 16x2.

Gambar 4.5. Rangkaian LCD 16x2

Keterangan Gambar 4.5 :

1. Input 5V

2. Ground

3. RS

4. RW

5. E

6. D4

7. D5

8. D6

9. D7

4.2.3. Rangkaian Modul Relay

Rangkaian ini digunakan sebagai saklar untuk pensaklaran tegangan yang akan

masuk ke heater. Tegangan input (logika rendah) yang digunakan sebagai pemicu

tegangan masukan PIN IN2. Saat tegangan pemicu diberikan maka relay akan mensaklar

dari NC (normaly close) saat heater Off menjadi NO (normaly open) saat heater on. Pada

relay IN1 juga disambungkan sebagai pensaklaran untuk penggunaan tegangan alternatif

atau tegangan PLN yang digunakan untuk tegangan masukan.

Gambar 4.6 Penampakan modul relay


35

4.2.4. Rangkaian Limit Switch

Rangkaian limit switch digunakan sebagai pendeteksi ketinggian air. Saat

ketinggian air belum memenuhi nilai yang ditentukan (untuk alat ini 1 liter) maka proses

pemanasan heater belum akan terjadi. Tampilan “Isi Air” akan selesai saat pelampung

mengenai limit switch. tegangan yang dihasilkan limit switch saat kondisi terdorong adalah

0 volt. Berikut ini adalah penampakan limit switch untuk mendeteksi ketinggian air.

Gambar 4.7 Pemasangan limit switch

4.2.5. Rangkaian Sensor PT100

Rangkaian sensor seperti gambar 4.8 adalah rangkaian pengondisi sinyal yang

terdiri atas R1 (5KΩ) dan RPT100. Saat suhu air dalam bak penampung mengalami

perubahan, nilai hambatan pada PT100 juga akan berubah. Mikrokontroler akan membaca

perubahan yang terjadi pada sensor dengan rangkaian pembagi tegangan sebagai

pengondisi sinyal. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan hambatan yang dihasilkan

oleh PT100 dari rangkaian ini berkisar antara 109,4Ω - 130,8Ω pada suhu 25C- 80C.

Gambar 4.8 Penampakan rangkaian sensor PT100

Kaki C disambungkan ke pin B.0

Kaki NO (normaly open)

Kaki NC (normaly Close)


36

Gambar 4.9 Pemasangan sensor PT100

4.2.6. Rangkaian Sensor Pendeteksi Tegangan

Rangkaian ini digunakan untuk mendeteksi tegangan alternatif. Pembuatan

rangkaian pendeteksi tegangan seperti pembuatan regulator DC. Pembuatan dimulai dari

transformator sebagai penurun tegangan, kemudian disearahkan menggunakan penyearah

yang terdiri dari kapasitor, resistor dan diode bridge. Tegangan alternatif antara 0-220Vac,

akan diturunkan transformator hingga tegangan 0-4,5Vac. Keluaran dari tegangan tersebut

disearahkan mengunakan rangkaian regulator full wave dan dibaca mikrokontroler

menggunakan ADC (port A.0). Saat tegangan alternatif > 100Vac, mikrokontroler akan

memilih tegangan alternatif sebagai sumber tegangan yang digunakan.

Gambar 4.10 Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan


37

4.3. Pengujian Sistem dan Sub Bab Sistem

Pengujian untuk mengukur tingkat keberhasilan alat ini. Pengujian untuk mengukur

tingkat keberhasilan alat ini dibagai menjadi tiga. Pertama pengujian untuk setiap

komponen yang digunakan. Pengujian yang kedua ini dilakukan dengan merubah tegangan

masukan alternatif dengan beberapa tegangan yang bervariasi. Pengujian ini dilakukan

untuk mendapatkan waktu pemanasan menggunakan sumber tegangan alternatif tersebut.

Pengujian ketiga ketika sumber tegangan dari alternatif yang mengalami perubahan

saat sedang memanaskan air. dan saat sumber alternatif yang switch ke sumber PLN. Sama

seperti pengujian kedua, bedanya pengujian ini dilakukan hanya 2 kali, kemudian dicatat

berapa menit waktu pemanasannya dan dibandingkan dengan thermometer suhu yang

terdapat pada multimeter digital.

4.3.1 Pengujian Limit Switch

Kaki C pada limit switch disambungkan di pin B.0 pada minimum sistem, kaki NO

disambungkan ke ground seperti pada gambar 4.7. Apabila limit switch tidak terdorong

naik, maka akan ditampilkan pada LCD seperti gambar 4.11.

Gambar 4.11 Tampilan LCD saat limit switch tidak terdorong keatas

Apabila limit switch terdorong keatas maka nilai tegangan yang didapatkan dapat

terlihat pada table 4.1


38

Tabel 4.1. Haisl pengujian limit switch

Keadaan limit switch Tegangan (volt) Ditampilkan di LCD

Saat tidak terdorong 5,07 Isi Air

Saat terdorong 0 Air Tercukupi

Dari hasil tersebut nilai yang dihasilkan dari pengujian limit switch sesuai dengan

perancangannya.

4.3.2 Pengujian Rangkaian Pendeteksi Tegangan

Pengujian yang pertama untuk mendapatkan nilai ripple yang kecil sesuai pada

perancangan. Selama pengujian digunakan osiloskop untuk melihat ripple yang dihasilkan.

Ripple yang dihasilkan pada pengujian yaitu 0,036v, supaya tegangan yang dibaca ADC

lebih stabil. Pengujian terhadap tegangan ripple ini dapat dilihat pada gambar 4.12 dan

menggunakan nilai komponen seperti persamman 3.7 dan 3.8.

Gambar 4.12 Pengujian nilai ripple rangkaian pendeteksi tegangan

Dari ini hasil pengujian yang didapat seperti gambar 4.12 dan persamaan 3.7 maka

diperoleh nilai ripple yang kecil sesuai dengan nilai perancangan yang dihitung.

Berdasarkan perancangan apabila rangkaian pendeteksi tegangan mendapat suplai

tegangan AC dari transformator antara 0-4,5Vac maka tegangan tersebut akan dikeluarkan

menjadi tegangan DC full wave antara 0-4,5Vdc juga. Saat diberikan sumber tegangan

alternatif maka ADC akan memproses nilai dan akan menampilkan sumber tegangan apa

yang digunakan, seperti dapat dilihat pada LCD seperti gambar 4.13.


39

Gambar 4.13 Tampilan LCD saat tegangan alternatif mencukupi

Jika kemudian Sumber tegangan alternatif tidak mampu memanaskan air selama

±15menit atau kurang dari tegangan minimal yaitu 150Vac. Tampilan pada LCD akan

ditunjukan seperti gambar 4.14.

Gambar 4.14 Tampilan LCD saat diswitch ke sumber PLN

Dari pengujian tegangan keluaran rangkaian pendeteksi tegangan dapat dilihat pada

table 4.2 dengan grafik seperti pada gambar 4.12. Namun dari data yang didapatkan

terdapat error sekitar 4,4%.


40

Tabel 4.2. Pengujian output rangkaian pendeteksi tegangan

Input Alternatif

(VAC)

Output rangkaian

pendeteksi tegangan

(VDC)

20 0,005

40 0,185

60 0,526

80 0,983

100 1,425

120 1,880

140 2,338

160 2,806

180 3,39

200 3,674

220 4,3

0

1

2

3

4

5

6

0 50 100 150 200 250 300

Kel

ua

ran

da

ri le

gula

tor

(Vd

c)

Sumber tegangan alternatif (Vac)

Grafik Sumber Alternatif Terhadap Masukan ADC

Gambar 4.15 Grafik hasil rangkaian pendeteksi tegangan

4.3.3 Pengujian Sensor Suhu PT100

Pengujian sensor suhu dilakukan dengan melihat nilai hambatan dari sensor

kemudian dilanjutkan dengan nilai keluaran dari rangkaian tambahan untuk menghasilkan

nilai tegangan (v). Nilai tegangan tersebut kemudian diproses mikrokontroler melalui port

A.1 pada ATmega.


41

Rangkaian yang digunakan merupakan rangkaian pembagi tegangan seperti pada

persamaan 3.1 gambar 3.2, sehingga untuk mencari nilai tegangan dapat dilihat seperti

perhitungan berikut ini.

Pada suhu 25ᴼC hasil keluarannya:

(4.1)

Kemudian untuk suhu hasil keluarannya:

Sensor PT100 seperti halnya resistor variabel saat suhu semakin tinggi maka nilai

hambatannya akan semakin tinggi. Dengan memanfaatkan nilai tersebut dapat digunakan

rangkaian sensor PT100 sehingga mendapatkan hasil keluaran tegangan (mV). Dengan

demikian dapat dilihat hasil keluaran sensor PT100 dengan keluaran rangkaian sensor

PT100 pada tabel 4.3.

Tabel 4.3. Pengujian output rangkaian sensor PT100

Suhu

(C O)

Sensor PT100

(Ω)

Rangkaian Sensor

(mV)

22 108,2 107

23 108,8 108

24 109,4 108

25 110,2 108

26 110,9 109

27 111,5 109

28 111,9 109

29 112,3 110

30 112,6 110

31 112,9 110

32 113,3 111

33 113,7 111

34 114,1 111

35 114,4 112

36 114,7 112

37 115,0 112

38 115,4 113


42

Tabel 4.3. (Lanjutan) Pengujian output rangkaian sensor PT100

Suhu

(C O)

Sensor PT100

(Ω)

Rangkaian Sensor

(mV)

39 115,7 113

40 116,0 113

41 116,3 114

42 116,7 114

43 117,0 115

44 117,3 115

45 117,6 115

46 117,9 116

47 118,4 116

48 118,9 117

49 119,2 117

50 119,5 117

51 119,8 118

52 120,2 118

53 120,8 118

54 121,2 119

55 121,5 119

56 122,1 119

57 122,3 120

58 122,7 120

59 123,0 120

60 123,3 121

61 123,9 121

62 124,1 122

63 124,4 122

64 125,0 122

65 125,2 123

66 125,4 123

67 126,0 123

68 126,2 124

69 126,5 124

70 127,0 125

71 127,6 125

72 127,8 125

73 128,1 126

74 128,5 126

75 128,8 126

76 129,3 127

77 129,7 127

78 130,0 128

79 130,2 128

80 130,7 128

Lanjutan


43

Gambar 4.16 Grafik suhu air terhadap hambatan

Dari nilai hambatan yang ditunjukan pada tabel 4.3 kemudian didapatkan gambar

4.16. Melihat dari data diatas saat air mencapai suhu 80OC maka heater akan berhenti

memanaskan. Heater akan mulai memanaskan setelah suhu air turun hingga 70OC.

Pengambilan data untuk waktu yang dibutuhkan saat proses pendinginan air. Proses ini

terpengaruh dari faktor suhu dan angin yang terdapat pada ruangan. Contoh yang

digunakan saat pemanasan air menggunakan tegangan 100VAC. Dapat dilihat pada tabel

4.4.

Tabel 4.4. Pengujian waktu pendinginan dengan suhu ruangan sekitar 28OC

Waktu

(menit)

Suhu pada PT100

(Ω)

Suhu Termometer

(Co)

0 130,8 80

2 129,6 78

4 128,3 75

6 127,3 72

8 126,1 70

4.3.4 Pengujian Relay 2 Channel

Seperti dapat dilihat pada perancangan bab 3 gambar 3.7. Kaki-kaki relay pertama,

NO dan NC yang dihubungkan ke sumber tegangan alternatif dan PLN. Kemudian relay

kedua, kaki NC dihubungkan ke heater dari kaki COMnya.


44

Gambar 4.17 Hasil pemasangan kaki-kaki modul relay.

Untuk modul relay, pensaklaran terjadi saat inputan in1 atau in2 pada modul relay

mendapat masukan 0V. mikrokontroler akan memproses switch tersebut dari masukan

tegangan alternatif yang didapat.

Tabel 4.5. Hasil pengujian relay in1 dan 2

Tegangan masuk Relay Posisi saklar

5,07 NC (Normaly Close)

0 NO (Normaly Open)

4.3.5 Pengambilan Data dan Analisis dengan Tegangan Alternatif

Pengambilan data dilakukan untuk 5 sumber tegangan alternatif yang berbeda dan

data yang diambil tiap 2 menit. Data suhu yang diterima serta sumber tegangan yang

digunakan dapat dilihat pada LCD 16x2. Pada pengujian ini hanya menggunakan sumber

tegangan alternatif sebagai sumber utama pemanasan untuk mengetahui waktu pemanasan

dan sumber tegangan berapakah yang dirasa mampu menghemat tegangan.

Hasil akhir dari pengujian ini adalah melihat waktu pemanasan air menggunakan

tegangan berapa yang cukup untuk memanaskan air selama ±15menit. Melihat dari tabel

4.6 didapat tegangan yang mampu memanaskan air antara 180-200 Vac. Jika tegangan

lebih kecil dari 180 Vac pemanasan tetap dapat terjadi namun waktu pemanasan akan lebih

lama sebaliknya semakin tinggi teganggan yang digunakan maka pemanasan air akan lebih

cepat. Namun tegangan maksimal yang dapat diukur oleh sistem ini saat tegangan

alternatif 240, lebih dari itu harus ada pengujian lebih lanjut. Adanya sistem saklar

otomatis untuk mengefisinsi sumber tegangan PLN dan mempercepat waktu pemanasan

saat tegangan alternatif kurang dari 100 Vac.


45

Tabel 4.6. Pengujian saat memanaskan air menggunakan tegangan alternatif

Tegangan (V)

Waktu (mnt)

100 140 160 180 200 220

0 26 26 26 26 26 26

2 27 29 31 34 36 38

4 30 33 38 40 45 48

6 32 35 44 46 52 58

8 34 38 48 50 60 68

10 36 40 53 56 68 75

12 38 43 57 64 75 80

14 40 45 62 70 80

16 42 47 66 80

18 44 50 70

20 46 54 75

22 47 57 79

24 48 60 80

26 50 63

28 52 67

30 53 70

32 55 73

34 56 77

36 58 80

38 60

40 61

42 63

44 64

46 66

48 67

50 69

52 70

54 71

56 73

58 74

60 75

62 76

64 77

66 78

68 79

70 80

Suhu


46

Gambar 4.18 Grafik pemanasan air dengan sumber tegangan alternatif

Dari 6 data yang diambil terdapat 1data yang sangat tidak efisien untuk

memanaskan air. Jika menggunakan tegangan 100Vac waktu pemanasan ±70menit. Maka

dibuat program untuk tegangan alternatif yang kurang dari 100Vac akan langsung pindah

menggunakan sumber tegangan PLN.

4.3.6 Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif < 100Vac

Tabel 4.7. Pengujian alat dengan sumber tegangan alternatif <100Vac Waktu

(menit)

Tegangan

Masukan

(VAC)

Tegangan yang

tertampil LCD

Suhu tertampil

pada LCD

(Co)

Suhu tertampil

pada Multimeter

(Co)

0 180 Alternatif 23 26






14 220 PLN 50 55

16 220 PLN 64 64

18 220 PLN 64 72

20 220 PLN 77 80

24 0 Jaga Suhu 77 74





Pengujian pada tabel 4.7 dilakukan dengan sumber tegangan alternatif yang diubah-

ubah range tegangannya. Saat tegangan dibawah 100VAC, relay akan langsung pindah

(V)

Pengujian saat memanaskan air menggunakan

tegangan alternatif (t)


47

menggunakan sumber tegangan PLN untuk memanaskan air. Pada awalnya tegangan

masukan diberikan tegangan alternatif 180Vac. Sehingga tegangan tampilan awal

alternatif, kemudian pada menit ke-12 sumber alternatif berkurang menjadi 80Vac. Relay

akan switch menggunakan sumber PLN dan sumber PLN tersebut akan terus memanaskan

air hingga suhu 80ᴼC.

Sumber PLN tidak dapat kembali menggunakan sumber alternatif walaupun

sumber alternatif sudah mampu untuk memanaskan air. Karena program yang dibuat hanya

saat sumber alternatif yang kurang dari 100Vac atau tidak mampu memanaskan air kurang

dari 15 menit.

4.3.7 Pengujian Alat dengan Sumber Alternatif yang Dirubah

Tabel 4.8. Perbandingan suhu yang tertampil LCD dengan suhu pada multimeter

Pewaktuan

Timer

(menit)

Tegangan

Masukan

(VAC)

Tegangan yang

tertampil LCD

Suhu tertampil

pada LCD

(Co)

Suhu tertampil

pada Multimeter

(Co)




4 163,6 Alternatif 37 33













17 220 PLN 64 64

18 220 PLN 64 68

19 220 PLN 64 72

20 220 PLN 77 75

21 220 PLN 77 78


Setelah mendapatkan efisiensi tegangan dan waktu. Pada pengujian sistem secara

keseluruhan semua data hasil pengujian sistem saklar otomatis pengendalian suhu air akan

ditampilkan pada tabel 4.8. Data suhu yang diterima dan sumber tegangan yang digunakan


48

tertampil pada LCD. Kemudian akan dibandingkan keluaran dengan suhu yang tertampil

pada thermometer digital yang terdapat pada multimeter digital.

Pada pengujian sistem secara keseluruhan didapatkan perubahan tegangan masuk

dari sumber alternatif menjadi sumber PLN. Saat diberikan tegangan alternatif 150Vac dan

memulai pemanasan dengan tegangan alternatif. Mulai saat itu timer akan mulai

menghitung pewaktuan hingga 15menit. Pensaklaran terjadi secara otomatis, saat menit ke-

16 terjadi perubahan sumber tegangan menjadi PLN. Artinya sesuai dengan perancangan

sistem, saat suhu air kurang dari 80ᴼC namun pemanasan masih menggunakan sumber

alternatif maka relay akan langsung switch menggunakan sumber PLN.

Dari data tabel 4.8 ada perbedaan tampilan suhu antara LCD dengan multimeter,

dimungkinkan karena program pembacaan suhu yang tidak mampu menghitung perkalian

tiga angka dibelakang koma. Tegangan yang mengalami perbedaan seperti gambar 4.13

terdapat masalah pada perhitungan konversi ADC.

4.3.7 Analisis Pengendalian Suhu

Tabel 4.9. Pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater

Menit

(menit)

Suhu tertampil

LCD

(ᴼC)

Menit

(menit)

Suhu tampilan

LCD

(ᴼC)

0 26 20 75

1 30 21 74

2 34 22 72

3 36 23 71

4 40 24 70

5 43 25 73

6 46 26 77

7 48 27 80

8 50 28 80

9 52 29 79

10 56 30 78

11 59 31 78

12 64 32 77

13 67 33 76

14 70 34 74

15 76 35 73

15,5 80 36 72

16 80 37 70

17 79 38 74

18 78 39 77

19 76 40 80


49

Gambar 4.19 Grafik Pengendalian suhu untuk melihat kontrol on-off heater

Dari hasil tabel 4.9 didapatkan waktu pemanasan saat 15,5 menit suhu air sudah

mencapai 80ᴼC. Melihat dari tabel tersebut saklar switch PLN selum akan terjadi. Maka

heater memanaskan air menggunakan sumber alternatif terus. Setelah kondisi jaga suhu

heater akan memanaskan kembali menggunakan sumber alternatif sehingga suhu air

terjaga 80ᴼC.

4.4. Hasil Perancangan dan Pembahasan Perangkat Lunak

Pada bagian ini, menjelaskan tentang program-program yang terdapat dalam sistem

yang meliputi program untuk membaca nilai suhu air, pengatur ketinggian air, nilai

minimal 100Vac, pewaktuan switch, masukkan tegangan alternatif dan kestabilan suhu air.

4.4.1. Program Untuk Membaca Nilai Suhu Air

Listing program ini digunakan untuk membaca nilai suhu air yang didapat dari

pemanasan air pada plant. Pembacaan dan pemrosesan suhu air tersebut diproses dengan

cara memasukan nilai sensor suhu ke ADC port A.1. Pengondisi sinyal digunakan untuk

mengubah tegangan masukan dari PT100 agar dapat digunakan pada mikrokontroler

ATmega 8535. Tegangan yang dimaksud adalah 0-5volt untuk mikrokontroler.

Gambar 4.20 Program untuk membaca suhu air


50

Dari gambar 4.20 dapat dilihat hasil dari tampilan program membaca nilai suhu air

seperti gambar 4.21

Gambar 4.21 Gambar tampilan pada LCD

4.4.2. Program Limit Switch

Program ini digunakan untuk mendeteksi ketinggian air ±1 liter air. Saat air terkena

limit switch atas maka pada tampilan LCD 16x2 akan muncul tulisan “Air Tercukupi”.

Gambar 4.22 List program limit switch

Hasil dari tampilan program limit switch dalam kondisi bak penampung air kosong

seperti terlihat pada gambar 4.23. Setelah bak penampungan terisi penuh maka akan

menyalakan heater.

Gambar 4.23 Hasil tampilan LCD ketika bak penampungan kosong

4.4.3. Program Saat Sumber Alternatif Kurang Dari 100Vac

Program ini dibuat setelah melakukan pengujian saat tegangan alternatif kurang

dari 100Vac tabel 4.7. Dari hasil pengujian tersebut pemanasan membutuhkan waktu 70

menit hingga suhu mencapai 80ᴼC. dari percobaan tersebut dibuat program saat tegangan

alternatif <100Vac. Maka relay akan switch menggunakan sumber tegangan PLN.


51

Gambar 4.24 List program switch PLN saat tegangan alternatif kurang dari 100Vac

4.4.4. Program Timer

Program timer ini digunakan untuk memindahkan sumber tegangan dari alternatif

ke tegangan PLN. Program berjalan saat pemansan air menggunakan tegangan alternatif

selama 15 menit tidak mampu memanaskan air sampai suhu yang diinginkan, maka secara

otomatis tegangan sumber akan berubah menjadi tegangan PLN 220V. Saat pemanasan

menggunakan tegangan PLN maka pemanasan air jauh lebih cepat.

Hasil dari program timer ini dapat dilihat dari tabel 4.8. Pada menit ke-15 sumber

tegangan masukan berubah dari tegangan alternatif menjadi sumber PLN. Hal ini

menunjukan bahwa pada gambar 4.25, ketika variabel data sama dengan 900 maka akan

mengaktifkan modul relay channel 1. Modul tersebut menyaklarkan sumber tegangan

alternatif ke sumber tegangan PLN. Ketika suhu 80ᴼC maka relay akan mematikan heater.

Gambar 4.25 List program untuk mengatur pewaktuan switch PLN


52

4.4.5. Program Pendeteksi Masukan Alternatif

List program ini digunakan untuk membaca data yang didapat dari rangkaian

pendeteksi tegangan yang masuk ke ADC port A.0. Pada ADC dimikrokontroler tegangan

0-5volt dikonversikan menjadi 0-1023 karena untuk mempermudah pembacaan. Nilai

39,082 dan 33,503 pada gambar 4.26 didapatkan dengan perhitungan untuk mendapatkan

nilai pada suatu titik.

Pembacaan tegangan alternatif diberikan rentang mulai dari 60volt hingga 220volt.

Setelah dilakukan konversi ADC ke 0-5, dilakukan konversi sekali lagi sehingga

didapatkan nilai tegangan alternatif seperti nilai tegangan aslinya.

Gambar 4.26 List program untuk pendeteksi masukan alternatif

4.4.6. Program Untuk Mensetabilkan Suhu Air

List program ini digunakan untuk mensetabilkan suhu air saat program membaca

dari port ADC A.0 suhu 80oC maka data yang masuk ke mikrokontroler adalah 0,128.

Maka pemrograman sistem antara suhu 70oC-80oC jika suhu air kurang dari 70oC maka

sistem pemanasan air akan mulai memanaskan lagi hingga suhu stabil 80oC.

Gambar 4.27 Penampakan rangkaian pendeteksi tegangan

Hasil dari pengujian kesetabilan suhu dilihatkan pada table 4.10 dengan heater

akan ON kembali ketika suhu berada 70ᴼC.


53

Tabel 4.10 Pengujian kesetabilan suhu air

Waktu

(menit)

Suhu Termometer

(Co)

Kondisi Heater

0 80 OFF

2 78 OFF

4 75 OFF

6 72 OFF

8 70 OFF

9 71 ON

4.5 Analisis Kekurangan Sistem

Analisis kekurangan sistem terjadi karena ketidak sesuaian alat dengan seharusnya.

Ketidaksesuaian sistem terjadi pada tampilan di LCD. Berikut ketidaksesuaian sistem:

a. Tampilan kenaikan suhu tidak terjadi setiap 1 derajat, namun pengambilan

kenaikan suhu diambil dari ±10 derajat. Hal ini menyebabkan kurangnya

ketelitian dari setiap percobaan pembacaan suhu.

b. Program yang dibuat akan menampilkan pada LCD bertuliskan “ PLN “ ketika

tidak ada sumber tegangan yang masuk pada sistem. Pilihan tampilan tersebut

akan membingungkan user mengenai tegangan masukan yang sebenarnya.

c. Program yang dibuat saat sumber mulai memanaskan air menggunakan

tegangan PLN. Jika sudah menggunakan sumber PLN tidak dapat switch

kembali ke sumber alternatif, karena program yang dibuat tidak menyertakan

switch kembali ke sumber alternatif. Sistem dapat switch lagi setelah kondisi

jaga suhu tercukupi.


54

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Berdasarkan analisis dan hasil data yang diperoleh dari hasil penelitian, dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut:

1. Alat ini dapat menggunakan sumber alternatif sebagai sumber utama pemanas air

sehingga terjadi penghematan konsumsi listrik dari sumber PLN.

2. Saat sumber alternatif tidak tersedia sebagai sumber pemanasan air atau setelah 15

menit sumber alternatif tidak dapat memanaskan air, sistem akan mengubah sumber

daya ke sumber PLN.

3. Dari data pengukuran yang didapat sumber tegangan alternatif mampu memanaskan

air ±15 menit saat 180-200Vac.

4. Saat sistem sudah memanaskan air menggunakan sumber tegangan PLN, program

tidak dibuat untuk dapat switch kembali menggunakan sumber alternatif.

5. Sistem kontrol pengendalian suhu menggunakan kontroler on-off.

5.2. SARAN

Saran bagi pengembangan sistem ini selanjutnya :

1. Sumber Alternatif dapat dibuat lebih nyata, dengan menggunakan sel surya atau kincir

angin sebagai sumber alternatif.

2. Plant /bak penampung dapat dibuat lebih bagus dan kompatibel dalam menjaga suhu

air. Jika hanya menggunakan plastik panasnya tidak tahan lama.


Daftar Pustaka:

[1] Anneahira, _____, Penghematan Energi Listrik di Rumah,

http://www.anneahira.com/penghematan-energi-listrik.htm, diakses 9 November

2014

[2] Anneahira, _____, Hemat Energi Listrik – Hemat Energi Hemat Biaya,

http://www.anneahira.com/hemat-energi-listrik.htm, diakses 18 Februari 2015

[3] Kompasiana, 2013, Listrik Tenaga Angin dan Surya Menghidupi Pantai Ini ,

http://www.kompasiana.com/ratihsyifani.kompasiana.com/listrik-tenaga-angin-dan-

surya-menghidupi-pantai-ini_55208331a33311da4646cf46, diakses 10 Oktober

2014

[4] Kuncoro, Agung Broto, 2007, Pemanas Air 1000 Watt

Berbasis Mikrokontroler Avr Atmega8535, Fakultas Sains dan Teknologi

Unuversitas Sanata Dharma, Yogyakarta

[5] _____, 2015, Datasheet Mikrokontroler ATmega8535. USA: ATMEL. Hal 3

[6] M. Ary Heryanto, Wisnu Adi P, 2008, Pemrograman Bahasa C untuk

Mikrokontroler Atmega8535, Penerbit Andi. Yogyakarta.

[7] Puspita, Maria Ratna, 2014, Catu Daya Digital Berbasis mikrokontroler ATMega

8535 , Fakultas Sains dan Teknologi Unuversitas Sanata Dharma, Yogyakarta

[8] PC Control, 2011, Dasar Komputer Buat Pemula,

https://pccontrol.wordpress.com/2011/08/14/pengetahuan-dasar-penggunaan-timer-

counter-microcontroller-avr/ , diakses 27 November 2014

[9] Edminister, Joseph A, 1988, Rangkaian Listrik , Penerbit Erlangga, Jakarta Puasat.

[10] Elektronika Dasar, 2012, Limit Saklar dan Saklar Pus On, http://elektronika-

dasar.web.id/komponen/limit-switch-dan-saklar-push-on/, diakses 15 Januari 2015

[11] Boylestad Robert, _____, Electronic Devices

And Circuit Theory, Penerbit: Prentice Hall, New Jersey, Amerika

[12] Materisma, 2015, Cara Kerja Alat Dengan Induksi Elektromagnetik,

http://www.materisma.com/2015/01/cara-kerja-alat-dengan-induksi.html , 17 Agustus

2015

[13] Geeetech, 2015, 2-Channel Relay Module,

http://www.geeetech.com/wiki/index.php/2-Channel_Relay_module , 23 Februari

2015

[14] _____, 2012, LCD (Liquid Crystal Display), http://elektronika-dasar.web.id/teori-

elektronika/lcd-liquid-cristal-display/, diakses pada 9 April 2015.


http://www.anneahira.com/penghematan-energi-listrik.htm

http://www.anneahira.com/hemat-energi-listrik.htm

http://www.kompasiana.com/ratihsyifani.kompasiana.com/listrik-tenaga-angin-dan-surya-menghidupi-pantai-ini_55208331a33311da4646cf46

http://www.kompasiana.com/ratihsyifani.kompasiana.com/listrik-tenaga-angin-dan-surya-menghidupi-pantai-ini_55208331a33311da4646cf46

https://pccontrol.wordpress.com/2011/08/14/pengetahuan-dasar-penggunaan-timer-counter-microcontroller-avr/

https://pccontrol.wordpress.com/2011/08/14/pengetahuan-dasar-penggunaan-timer-counter-microcontroller-avr/

http://elektronika-dasar.web.id/komponen/limit-switch-dan-saklar-push-on/

http://elektronika-dasar.web.id/komponen/limit-switch-dan-saklar-push-on/

http://www.materisma.com/2015/01/cara-kerja-alat-dengan-induksi.html

http://www.geeetech.com/wiki/index.php/2-Channel_Relay_module

http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/lcd-liquid-cristal-display/

http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/lcd-liquid-cristal-display/

LAMPIRAN


L1

Lampiran A

1. /*****************************************************

2. This program was produced by the

3. CodeWizardAVR V2.04.4a Advanced

4. Automatic Program Generator

5. © Copyright 1998-2009 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

6. http://www.hpinfotech.com

7.

8. Project :

9. Version :

10. Date : 26/11/2015

11. Author : NeVaDa

12. Company :

13. Comments:

14.

15.

16. Chip type : ATmega8535

17. Program type : Application

18. AVR Core Clock frequency: 12,000000 MHz

19. Memory model : Small

20. External RAM size : 0

21. Data Stack size : 128

22. *****************************************************/

23.

24. #include <mega8535.h>

25. #include <delay.h>

26. #include <stdio.h>

27. #include <stdlib.h>

28. // Alphanumeric LCD Module functions

29. #asm

30. .equ __lcd_port=0x15 ;PORTC

31. #endasm

32. #include <lcd.h>

33.

34. // Declare your global variables here

35. unsigned int a, data=0, pindah;

36. float konversi, suhu, alter, teg_alter, terima;

37. unsigned char ambil[33];

38. #define ADC_VREF_TYPE 0x00

39.

40.

41. // Read the AD conversion result

42. unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

43.

44. ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

45. // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

46. delay_us(10);


L2

47. // Start the AD conversion

48. ADCSRA|=0x40;

49. // Wait for the AD conversion to complete

50. while ((ADCSRA & 0x10)==0);

51. ADCSRA|=0x10;

52. return ADCW;

53.

54. // Timer1 overflow interrupt service routine

55. // Timer 1 overflow interrupt service routine

56. interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void)

57.

58. TCNT1H=0xD2;

59. TCNT1L=0x3A;

60. data++; //setelah 1 detik increament data

61. if(data==900)

62. pindah=1;

63.

64.

65. void timer_on()

66.

67. TCCR1A=0x00;

68. TCCR1B=0x05;

69. TCNT1H=0xD2;

70. TCNT1L=0x3A;

71. TIMSK=0x04;

72. #asm("sei");

73.

74.

75.

76. void timer_off()

77.

78. TCCR1A=0x00;

79. TCCR1B=0x00;

80. TCNT1H=0x00;

81. TCNT1L=0x00;

82. TIMSK=0x00;

83. #asm("cli")

84.

85.

86. void tampilkan()

87.

88. lcd_clear();

89. lcd_gotoxy(0,0);

90. lcd_putsf("Alternatif");


92. ftoa(konversi,0,ambil);

93. lcd_puts(ambil);

94. delay_ms(25);


L3

95.

96.

97. void tampilkan_PLN()

98.

99. lcd_clear();


101. lcd_putsf("PLN");


103. ftoa(konversi,0,ambil);

104. lcd_puts(ambil);

105. delay_ms(25);

106.

107.

108. void cek_alter()

109.

110. alter=(float)read_adc(0)*5/1023;

111. teg_alter=39.082*alter+33.503;

112.

113.

114. void cek_suhu()

115.

116. suhu=(float)read_adc(1)*5/1023;

117. terima=suhu*1000;

118. konversi=2.761904762*terima-273.5238095;

119.

120.

121. void heater_on()

122. //PORTD.5=1;

123. PORTD.5=0;

124.

125. void heater_off()

126. //PORTD.5=0;

127. PORTD.5=1;

128.

129. void switch_PLN()

130. //PORTD.0=0;PORTD.1=0;

131. PORTD.0=1;PORTD.1=1;

132.

133. void switch_alter()

134. PORTD.0=0;PORTD.1=0;

135. //PORTD.0=1;PORTD.1=1;

136.

137. void isi_air()

138.

139. lcd_clear();


141. lcd_putsf("Isi Air");

142. delay_ms(25);


L4

143.

144.

145. void cukup()

146.

147. lcd_clear();


149. lcd_putsf("Air Tercukupi");

150. delay_ms(25);

151.

152.

153. void jaga_suhu()

154.

155. lcd_clear();


157. lcd_putsf("Jaga Suhu");

158. delay_ms(25);

159.

160. void main(void)

161.

162. // Declare your local variables here

163.

164. // Input/Output Ports initialization

165. // Port A initialization

166. // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

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

168. PORTA=0x00;

169. DDRA=0x00;

170.

171. // Port B initialization



174. PORTB=0x00;

175. DDRB=0x00;

176.

177. // Port C initialization



180. PORTC=0x00;

181. DDRC=0x00;

182.

183. // Port D initialization



186. PORTD=0x00;

187. DDRD=0xFF;

188.

189. // Timer/Counter 0 initialization

190. // Clock source: System Clock


L5

191. // Clock value: Timer 0 Stopped

192. // Mode: Normal top=0xFF

193. // OC0 output: Disconnected

194. TCCR0=0x00;

195. TCNT0=0x00;

196. OCR0=0x00;

197.



200. // Clock value: Timer1 Stopped

201. // Mode: Normal top=0xFFFF

202. // OC1A output: Discon.

203. // OC1B output: Discon.

204. // Noise Canceler: Off

205. // Input Capture on Falling Edge

206. // Timer1 Overflow Interrupt: Off

207. // Input Capture Interrupt: Off

208. // Compare A Match Interrupt: Off

209. // Compare B Match Interrupt: Off

210. TCCR1A=0x00;

211. TCCR1B=0x00;

212. TCNT1H=0x00;

213. TCNT1L=0x00;

214.

215. ICR1H=0x00;

216. ICR1L=0x00;

217. OCR1AH=0x00;

218. OCR1AL=0x00;

219. OCR1BH=0x00;

220. OCR1BL=0x00;

221.



224. // Clock value: Timer2 Stopped

225. // Mode: Normal top=0xFF

226. // OC2 output: Disconnected

227. ASSR=0x00;

228. TCCR2=0x00;

229. TCNT2=0x00;

230. OCR2=0x00;

231.

232. // External Interrupt(s) initialization

233. // INT0: Off

234. // INT1: Off

235. // INT2: Off

236. MCUCR=0x00;

237. MCUCSR=0x00;

238.


L6

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

240. TIMSK=0x00;

241.

242. // USART initialization

243. // USART disabled

244. UCSRB=0x00;

245.

246. // Analog Comparator initialization

247. // Analog Comparator: Off

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

249. ACSR=0x80;

250. SFIOR=0x00;

251.

252. // ADC initialization

253. // ADC Clock frequency: 691.200 kHz

254. // ADC Voltage Reference: AREF pin

255. // ADC High Speed Mode: Off

256. // ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped

257. ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

258. ADCSRA=0x84;

259. SFIOR&=0xEF;

260.

261. // SPI initialization

262. // SPI disabled

263. SPCR=0x00;

264.

265. // TWI initialization

266. // TWI disabled

267. TWCR=0x00;

268.

269. // Alphanumeric LCD initialization

270. // Connections specified in the

271. // Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:

272. // RS - PORTC Bit 0

273. // RD - PORTC Bit 1

274. // EN - PORTC Bit 2

275. // D4 - PORTC Bit 4

276. // D5 - PORTC Bit 5

277. // D6 - PORTC Bit 6

278. // D7 - PORTC Bit 7

279. // Characters/line: 16

280. lcd_init(16);


282. lcd_putsf("Selamat Datang");

283. delay_ms(1500);

284. lcd_clear();

285. a=200;

286. pindah=0;


L7

287. while (1)

288.

289.

290. heater_off();

291. while(PINB.0==1)//limit atas

292. isi_air();

293. while(PINB.0==0)//limit atas

294.

295. cukup();

296. cek_alter();

297. cek_suhu();

298. //tampilkan();

299. if((teg_alter>150)&&(konversi<=77)) //0.128 = 80 derajat

300.

301.

302. switch_alter();

303. cek_suhu();

304. tampilkan();

305. heater_on();

306. timer_on();

307. delay_ms(100);

308. while((!(konversi>=77)&&!(data>=600)&&(pindah==0)))

309.

310. heater_on();

311. cek_suhu();

312. cek_alter();

313. tampilkan();

314. delay_ms(100);

315. if(teg_alter<=100)timer_off();pindah=1;

316.

317. //timer_off();

318. //heater_off();

319.

320.

321.

322. if((teg_alter<=150)&&(konversi<=77)||(pindah==1))

323.

324. switch_PLN();

325. cek_suhu();

326. tampilkan_PLN();

327. heater_on();

328. while(!(konversi>=77))

329.

330. heater_on();

331. cek_suhu();

332. tampilkan_PLN();

333.

334.


L8

335.

336.

337. while((suhu>=0.124)&&(konversi<=80))jaga_suhu();cek_suhu();

338. delay_ms(100);

339. data=0;

340. timer_off();

341. heater_off();

342.

343.

344.

345.


Documents

APLIKASI SAKLAR OTOMATIS UNTUK PENGENDALI SUHU … · PENGENDALI SUHU AIR BERBASIS ... Skripsi ini kepersembahkan untuk ... atau pelampung sebagai sensor ketinggian air berada diposisi