SK1031465510
Daftar isi
Latar Belakang
Seiring dengan berkembangnya ilmu dan teknologi belakangan ini, sistem kendali memiliki peranan yang sangat vital, karena dapat menunjang segala aktifitas yang dilakukan oleh manusia. Contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari yang dapat kita lihat adalah penggunaan televisi dengan remote control, penggunaan alat kendali tersebut dirasa efisien bagi manusia. Selain itu kita bisa lihat aplikasi kontrol yang lebih besar yaitu pada perusahaan dalam bidang manufaktur serta pengendali proses seperti tekanan, suhu/temperatur, dll.
Untuk pengendalian alat alat listrik seperti Trafo maka dibutuhkan alat yang menunjang agar dapat di optimalkan sehingga dapat memperpanjang usia pemakaian alat tersebut. Karena pada umumnya alat alat listrik seperti Trafo pada saat bekerja akan menghasilkan energi panas yang apabila jika terjadi terus menerus akan terjadi suhu panas berlebih dan dapat merusak alat alat tersebut sehingga usia penggunaannya menjadi lebih cepat rusak. Maka dibuatlah sistem pendingin yang bekerja untuk mendinginkan atau menjaga agar suhu pada alat alat listrik stabil. Pada proses tersebut juga dibuat sistem kontroling suhu yang dapat kita lihat pada layar LCD dan menghasilkan sebuah output kipas yang akan bekerja pada suhu yang telah ditentukan. Kontroling juga dilakukan menggunakan smartphone berbasis Android. Dari semua sistem pengontrolan tersebut dilakukan menggunakan mikrokontroller Atmega 16 yang akan mengatur sistem kendali kipas yang bekerja sesuai suhu dan pemantauan menggunakan smartphone .
Dalam kesempatan ini penulis mencoba mempersembahkan sebuah karya dengan judul “PERANCANGAN KONTROLING OTOMATIS TRAFO LISTRIK MENGGUNAKAN WI-FI DENGAN SENSOR SUHU LM35 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 16”. Hal ini dilakukan dalam rangka memberikan kontribusi terhadap perkembangan COS (computer system) yang merupakan salah satu konsentrasi yang membahas mengenai hardware dari jurusan Sistem Komputer di Perguruan Tinggi Raharja.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang sudah dipaparkan sebelumnya, maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut:
Bagaimana membuat sistem perancangan otomatis pendingin trafo menggunakan sensor suhu LM35 berbasis Mikrokontroller Atmega 16 ?
Bagaimana cara kerja perancangan otomatis pendingin trafo listrik menggunakan sensor suhu LM35 berbasis Mikrokontroller Atmega 16 ?
Apa saja hardware dan software yang digunakan untuk membuat perancangan otomatis pendingin trafo listrik menggunakan sensor suhu LM35 berbasis Mikrokontroller Atmega 16 ?
Ruang Lingkup
Sebagai pembatasan-pembatasan atas penyusunan laporan ini sehingga tetap fokus dan sesuai dengan tujuan yang ditetapkan, maka penulis memberikan ruang lingkup laporan sebagai berikut:
Interface menggunakan smartphone android yang dapat di gunakan untuk memantau suhu pada Trafo listrik. Membuat kipas berputar sesuai dengan suhu perubahan suhu pada Trafo . Jika terjadi kenaikan suhu maka kipas akan berputar lebih cepat, dan jika terjadi penurunan suhu maka kipas akan berputar melambat. Pada perancangannya digunakan Mikrokontroller Atmega 16 sebagai pembaca suhu dan menggerakkan kipas.
Tujun dan Manfaat
Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Tujuan Individual
Tujuan Fungsional
a. Menerapkan dan menambah ilmu secara terpadu dan terperinci sehingga berguna bagi perkembangan teknologi informasi dan komunikasi khususnya dilingkungan sekitar.
b. Persyaratan untuk kelulusan mata Kuliah Skripsi
a. Untuk membantu pengembang teknologi mengembangkan sistem perancangan otomatis pendingin Trafo .
b. Untuk ketahanan sebuah Trafo agar daya pakainya lebih awet dan lebih lama masa kerjanya.
Manfaat
Sebuah karya yang baik adalah karya yang memiliki banyak manfaat. Adapun manfaat yang dihasilkan dari penelitian ini adalah:
Manfaat Individual
Manfaat Fungsional
a. Bentuk apresiasi dan kontribusi bagi pengembang teknologi aplikasi dibidang teknologi informasi.
b. Memaksimalkan sensor suhu yang di padukan dengan kipas sebagai output pada Trafo listrik dan pemanfaatan mikrokontroler yang saling bersinergi menghasilkan sebuah alat yang creative dan inovative.
Dapat mendeteksi suhu Trafo listrik sebagai tolak ukur terjadinya peningkatan atau penurunan suhu yang terjadi, kemudian suhu di sesuaikan oleh kipas untuk menyesuaikan suhu trafo berdasarkan putaran kipas yang terjadi.
Metode Penelitian
Dalam melakukan penelitian ini, maka metode yang penulis gunakan untuk memperoleh data adalah sebagai berikut:
a. Observasi
Melalui pengamatan dan pengalaman yang didapat untuk mengetahui proses pengerjaan untuk menghasilkan prototype aplikasi dan rancangan device yang digunakan sebagai pendeteksi suhu trafo.
Melalui pengamatan lapangan untuk memperoleh informasi tentang jenis bahan atau peralatan apa saja yang dibutuhkan, tentunya ekonomis dan terjangkau, namun tetap memenuhi kriteria.
b. Wawancara
Metode wawancara kepada beberapa orang yang berkompeten dibidang yang diambil oleh penulis.
c. Studi Pustaka
Metode untuk mendapatkan informasi dengan mencatat dan mempelajari buku-buku atau literature review yang berhubungan dengan penelitian dari berbagai sumber yang tertulis maupun elektronik. Sebagian besar penulis melakukan pengumpulan data dan metode diambil dari situs-situs internet, dan sisanya dari buku cetak.
d. Metode Perancangan
Dalam melakukan perancangan penulis menggunakan metode perancangan menggunakan flowchart yang menjelaskan langkah demi langkah pembuatan perancangan otomatis pendingin trafo listrik.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dan pembahasan pada laporan skripsi ini dapat dijelaskan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, ruang lingkup, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang landasan teori sebagai konsep dasar dalam penyusunan alat dan laporan sehingga menghasilkan karya yang bernilai ilmiah dan memiliki daya guna.
BAB III PEMBAHASAN
Bagian ini berisi tentang langkah-langkah dalam perancangan sistem yang akan dibuat mulai dari hardware sampai dengan perancangan software pendukung sistem monitoring data suhu dan kelembaban ruangan.
BAB IV RANCANGAN SISTEM YANG DIUSULKAN
Berisi tentang ujicoba serta analisa pengoperasian dari sistem yang telah dibuat.
BAB V PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan mengenai penelitian dari sistem yang dibuat serta saran-saran untuk pengembangan sistem selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB III
USULAN SISTEM BERJALAN
Gambaran Umum Perusahaan
Sejarah Perusahaan
PT . Trafoindo Prima Perkasa didirikan pada tahun 1982 dengan nama PT . TRAFINDO Perkasa . Sejak awal , kami fokus pada pembuatan tegangan menengah trafo distribusi direndam minyak .
Dalam tahun-tahun berikutnya , kami secara bertahap diperluas dan diversifikasi lingkup manufaktur dan kegiatan untuk menutupi peralatan listrik tegangan menengah lainnya .
Saat ini, barang-barang yang diproduksi Trafoindo incude :
- Trafo distribusi tegangan menengah minyak tenggelam
- Tegangan menengah cor kering trafo distribusi resin
- Listrik tegangan tinggi transformator
- Transformator instrumen tegangan menengah
- Transformer khusus ( scott transformer , transformator otomatis , dll ).
Trafoindo sekarang salah satu produsen terbesar transformator di Indonesia . Untuk mengatasi kebutuhan global yang terus meningkat untuk standar kualitas , kami terus meningkatkan manajemen kami dan kami bangga telah terakreditasi ISO 9001 : 2000 , ISO 14001 : 2004 , OHSAS 18001 : 1999 , sertifikasi oleh SAI Global Kualitas Terdaftar pada tahun 2003 .
Struktur Organisasi
Gambar 3.1. Struktur Organisasi PT. Trafoindo Prima Perkasa
Tugas dan Tanggung Jawab
Direktur Teknik
Deputy Factory Manager
Departemen Engineering
Depertemen PPIC
Depertemen Produksi
Depertemen Perbaikan
Depertemen Quality Control
a. Melakukan pengawasan atas jalannya usaha PT Trafoindo Prima Perkasa.
b. Dalam melakukan tugas, dewan direksi berdasarkan kepada kepentingan PT Trafoindo Prima Perkasa dan sesuai dengan maksud dan tujuan PT Trafoindo Prima Perkasa.
c. Melaporka kepada PT Trafoindo Prima Perkasa mengenai kepemilikan saham dan/ atau keluarga atas saham PT Trafoindo Prima Perkasa dan saham PT lainnya.
a. Menetapkan dan mengesahkan struktur organisasi perusahaan.
b. Menyediakan sumber daya yang cukup untuk mengelola Sistem Manajemen Mutu, lingkungan dan kepedulian sosisal terhadap karyawan.
c. Menetapkan tanggung jawab dan wewenang yang terkait dengan mutu, lingkungan dan kepedulian sosial terhadap karyawan.
a. Membuat rancangan desain produk apa yang akan dibuat
b. Menentukan bahan apa yang digunakan
c. Membuat proses jalannya produk tahap demi tahap
a. Melaporkan bahan apa saja yang dibutuhkan untuk pembuatan produk.
b. Membuat rencana kerja
c. Perkiraan waktu pembuatan
d. Menyiapkan desain untuk pembuatan produk
a. Membuat produk yang telah ditentukan engineering
b. Menggunakan material yang sudah ditentukan oleh engineering
c. Bekerja sesuai target yang ditentukan
a. Melakukan perbaikan apabila terjadi kerusakan
b. Melakukan penggantian bagian bagian produk apabila terjadi revisi
a. Melakukan pengetestan produk yang telah dibuat
b. Memastikan apakah produk tersebut layak digunakan atau tidak
c. Menjamin mutu sampai produk tersebut dikirim ke pemesan
Tujuan Perancangan
Pada tujuan perancangan di sini yang dimaksudkan meliputi perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Dari kedua pembahasan perancangan ini dianggap penting karena ingin menghasilkan sebuah sistem yang baik, serta menghasilkan sinkronisasi antara perangkat keras dan perangkat lunak.
Penelitian untuk perancangan dan pembuatan sistem kontroling otomatis trafo listrik didahului dengan mempelajari dan meneliti permasalahan yang berkaitan dengan perangkat keras dan perangkat lunak komputer, serta memikirkan alternatif pemecahannya. Untuk itu tujuan yang dingunakan pada penelitian ini adalah:
a. Tujuan individual
b. Tujuan Fungsional
c. Tujuan Operasional
Langkah-langkah Perancangan
Untuk langkah-langkah dalam perancangan sistem pendeteksi suhu trafo menggunakan kipas secara otomatis ini menggunakan metode perancangan sebagai berikut.
a. Perancangan Sistem Mekanik
Dalam perancangan ini, dibuat simulasi berupa trafo yaitu alat yang akan dideteksi suhunya kemudian didinginkan menggunakan kipas.
b. Perancangan Sistem Elektronik
Perancangan yang digunakan adalah melalui tahap analisa rangkaian elektronik seperti rangkaian yang sudah ada yaitu rangkaian Mikrokontroller Atmega 16, dalam perancangan rangkaian Mikrokontroller Atmega 16 menggunakan aplikasi Proteus.
c. Perancangan Program
Perancangan program menggunakan bahasa pemrograman basic yaitu menggunakan program Basic Compiller dengan cara yang sistematis atas pengembangan, pengguna dan pemeliharaan program.
Diagram Blok
Agar mudah dipahami maka penulis membuat diagram blog dan alur kerjanya:
Gambar 3.2. Diagram Blok Perancangan Perangkat Keras
Cara Kerja Alat
Untuk cara kerja alat dijelaskan Smartphone Android menjadi input untuk mengirimkan data berupa perintah untuk menyalakan kipas, inputan tersebut akan menghasilkan output kipas yang berputar dan suhu dapat terlihat pada lcd.
Pembuatan Alat
Perangkat Keras (Hardware)
Dalam perancangan perangkat keras ini dibutuhkan beberapa komponen elektronika dan device penunjang agar sistem dapat berjalan dengan baik sesuai dengan fungsinya. Dalam perancangan perangkat keras ini alat dan bahan yang dibutuhkan adalah
Sensor LM35
Rangkaian Mikrokontroler Atmega 16
Relay 12 V
Motor DC 12 V
Catu Daya
Rangkaian Voltage Regulator (LM7805)
a. Rangkaian Sensor LM35
Sensor suhu LM35 merupakan sensor solid state yang dapat mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik berupa tegangan. IC LM35 memiliki kelebihan dibandingkan sensor suhu linier karena pemakaiannya tidak dituntut untuk mengurangi sejumlah besar tegangan konstan pada output yang mencapai pensaklaran centigrade yang sesuai. IC ini tidak membutuhkan penyesuaian atau pengurangan eksternal apapun untuk memberikan akurasi-akurasi khusus sebesar ± ¼oC, dalam sebuah cakupan suhu penuh antara -55 sampai 15 oC.
IC LM35 merupakan sensor suhu dimana tegangan keluarannya proporsional linier untuk suhu dalam oC, mempunyai perubahan keluaran secara linier dan juga dapat dikalibrasi dalam satuan Kelvin. Di dalam udara, sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1oC. Sensor ini dapat dipakai dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan ke rangkaian kontrol dengan sangat mudah.
Gambar3.3 Sensor LM35 Sumber: datasheet LM35
Gambar di atas merupakan bentuk fisik dari sensor LM35 beserta fungsi dari masing-masing pin. Pin 1 sebagai sumber tegangan kerja, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV/oC. Sehingga dapat diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = T x K(2.2)
Keterangan :
VLM35 = Tegangan kerja LM35
T = Suhu Terbaca (oC)
K = Konstanta (10 mV/oC)
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1ºC akan menunjukan perubahan tegangan sebesar 10 mV. Penempatan LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya.
b. Rangkaian Mikrokontroler ATmega 16
Rangkaian mikrokontroler ini merupakan tempat pengolahan data dan pengoperasian alat. Untuk perancangan ini, mikrokontroler berfungsi sebagai otak dari seluruh sistem rancangan. Mikrokontroller ATmega 16 ini memiliki 4 buah port dan berbagai pin yang digunakan untuk menampung input dan output data dan terhubung langsung dengan rangkaian-rangkaian pendukung lainnya. Port yang akan digunakan dalam pembuatan:
PORTD.0 – Port D.5, digunakan sebagai output yang dihubungkan dengan rangkaian lcd yang berfungsi untuk menampilkan suhu yang di baca sensor LM35.
PORTC.0, berfungsi untuk menerima inputan dari sensor LM35 untuk membaca suhu kemudian menampilkan ke lcd.
Port B.0, digunakan untuk memutar kipas yang berfungsi untuk mendinginkan trafo yang akan berfungsi sesuai suhu yang telah ditentukan.
Pin reset pada mikrokontroler ATmega 16 terletak pada PORTC.6. Rangkaian Power On Reset ini menggunakan kapasitor 10 µF dan resistor 10KΩ. Yang membentuk rangkaian power on reset di mana rangkaian ini akan mereset rangkaian mikrokontroler, sehingga mikrokontroler tersebut kembali menjalankan program yang ada di dalamnya dari awal.
Gambar 3.4. Rangkaian Mikrokontroller
c. Rangkaian Relay
Pada rangkaian relay ini, relay berfungsi sebagai pengatur motor dc yang diberikan oleh mikrokontroller dari hasil pengolahan dari sensor LM35 yang membuat kipas berputar sesuai suhu yang telah ditentukan.
Gambar 3.5. Rangkaian Relay
d. Rangkaian Catu Daya
Catu daya merupakan bagian yang sangat penting. Karena tanpa adanya catu daya, maka semua rangkaian tidak akan bekerja. Sumber catu daya yang digunakan pada umumnya bertegangan 110 V sampai dengan 220 V dengan frekuensi 50 Hz sampai dengan 60 Hz.
Sumber AC (arus bolak-balik) dimasukkan ke bagian input transformator (trafo), sehingga menghasilkan tegangan output AC yang besarnya tergantung pada jumlah lilitan kawat sekunder, jumlah lilitan kawat primer, dan besarnya tegangan primer trafo. Tegangan output dari trafo sekunder akan menentukan tegangan output DC akhir dari catu daya setelah penyearah dan filter dipasang.
Gambar 3.6. Rangkaian Catu Daya
Prinsip kerja dari rangkaian catu daya ini dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3.1 Keterangan Catu Daya
Perancangan Perangkat Lunak (Software)
a. Perancangan Listing Program BASCOM
Pada perancangan perangkat lunak yaitu menggunakan software BASCOM-AVR yang digunakan untuk menuliskan listing program dan mengkompilasi file program menjadi file hexa. File hexa yang dihasilkan setelah proses kompilasi tersebut akan dimasukkan ke dalam mikrokontroler, sehingga mikrokontroler akan bekerja sesuai dengan perintah yang ada pada memori flash. Sehingga dapat mengontrol motor DC untuk memutarkan kipas sesuai suhu yang telah ditentukan.
Gambar 3.7. Halaman Utama Bascom-Avr
Setelah form utama program BASCOM-AVR ditampilkan, maka selanjutnya adalah membuat new file dengan nama Pendeteksi suhu.
Gambar 3.8. New File Bascom-AVR
Contoh penulisan listing program dengan nama file Program Pendeteksi suhu LM35 kipas.bas dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.9. Contoh Penulisan Listing Program
Langkah selanjutnya adalah mengkompile program, dengan cara memilih icon Compile Program atau tekan F7 pada keyboard agar listing program yang dibuat dikompile menjadi file dengan extention hex.
Gambar 3.10. Compiler dalam Bascom-AVR
Proses kompilasi akan terlihat seperti pada gambar 3.11.
Gambar 3.11. Proses Compile
Setelah dikompile maka penyimpanan listing program yang telah dibuat kemudian disimpan pada folder yang sudah ditentukan dengan extention file “.hex”.
Gambar 3.12. File Hex Bascom-AVR
a) Pengisian Program Mikrokontroler ATmega 16
Mikrokontroler bisa bekerja jika didalam sudah dimasukan listing program yang sudah dibuat dengan meggunakan software BASCOM-AVR. Untuk melakukan proses pengisian program kedalam mikrokontroler ATmega16 dibutuhkan perangkat keras dan perangkat lunak sebagai berikut:
1) Perangkat Keras (Hardware)
Pada perangkat keras menggunakan USB-ASP (USB Downloader) yang berfungsi untuk memasukan program yang telah dibuat kedalam mikrokontroler ATmega16.
2) Perangkat Lunak (Software)
Pada perancangan perangkat lunak yaitu menggunakan software Progisp 1.72. Adapun tampilan program Progisp adalah sebagai berikut:
Gambar 3.13. Halaman Utama Progisp
Pemilihan tipe mikrokontroler yang akan dimasukan program. Klik Select Chip, pilih jenis mikrokontroler ATmega16.
