PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGERING KAIN OTOMATIS DENGAN MEMANFAATKAN MIKROKONTROLER ATMega8535 dan SENSOR SHT11

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGERING KAIN OTOMATIS DENGAN MEMANFAATKAN MIKROKONTROLER ATMega8535 dan SENSOR SHT11 LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3 oleh : BRIAND JUMPA SILALAHI NIM : JOKO HARYONO SITOMPUL NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2015

2 ABSTRAK Pada tugas akhir ini akan dirancang dan dibuat alat pengering kain yang berfungsi untuk mengeringkan kain secara otomatis dengan memanfaatkan Mikrokontroler ATMEGA8535 dan sensor SHT11. Komponen hardware yang digunakan penulis meliputi, power supply yang akan mensupply tiga keluaran tegangan yaitu tegangan 12 volt untuk relay, tegangan 5 volt untuk mikrokontroler dan tegangan 4,2 volt untuk modem SIM900A. Sensor SHT11 digunakan sebagai pendeteksi suhu dan kelembaban ruangan. Mikrokontroler ATMega8535 digunakan sebagai pengontrol dalam proses pengeringan secara elektronik. Relay digunakan untuk mengaktifkan hairdryer yang berfungsi sebagai pengering kain yang mengeluarkan panas dan mengaktifkan alarm yang berfungsi sebagai indikator kain sudah kering. Modem SIM900A digunakan sebagai komunikasi serial untuk memberitahukan keadaan kain di dalam ruang pengering melalui SMS yang masuk pada telepon seluler pengguna. Alat ini akan mengontrol proses pengeringan kain secara otomatis berdasarkan kelembaban dalam ruang pengering. Setelah kelembaban kain turun sampai pada batas yang telah diatur maka alat pengering akan mati secara otomatis. Kata kunci : SMS, sensor, mikrokontroler, modem dan hairdryer. v

3 DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAK... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penulisan Laporan Manfaat Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan... 5 BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Pengenalan Mikrokontroler Mikrokontroler AVR ATMega Fitur ATMega Peta Memori Mikrokontroler ATMega vi

4 2.2.3 Status Register MOTOR LISTRIK Jenis Motor Listrik Motor Arus Bolak Balik (AC) SHT11 (Sensor Humadity and Temperature 11) Konversi Keluaran Sensor Prinsip Kerja Sensor SHT Buzzer Rangkaian Driver Relay Prinsip Kerja Relay Transistor Short Message Service ( SMS ) Elemen-elemen SMS Cara Kerja SMS Modem GSM SIM900A AT Command Bahasa Pemograman Basic BAB 3 PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1 Perancangan Diagram Blok Keterangan Diagram Blok Perancangan Hardware vii

5 3.3.1 Rangkain Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega Rangkaian Sensor SHT Rangkaian Driver Pengering Rangkaian Driver Buzzer Konfigurasi Modem Rangkaian ISP Downloader Rangkain Power Supply Perancangan Software Algoritma Program Diagram Alir (Flowchart) Program Keseluruhan BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian dan Analisa Rangkaian Mikrokontroler AT Pengujian dan Analisa Rangkaian Relay Pengujian Sensor SHT Pengujian pengiriman SMS perintah kepada alat BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN 5.1 simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xii LAMPIRAN viii

6 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Blok diagram fungsional ATMega Gambar 2.2 Memori Data ATMega Gambar 2.3 Memori Program ATMega Gambar 2.4 Status Register ATMega Gambar 2.5 Jenis Motor Listrik Gambar 2.6 Simbol SHT11 (Sensor Humadity and Temperature 11) Gambar 2.7 Grafik Hubungan Kelembaban terhadap Keluaran Digital Gambar 2.8 Skema Pengambilan Data SHT Gambar 2.9 Grafik Akurasi RH dan Temperatur pada berbagai tipe Gambar 2.10 Simbol buzzer Gambar 2.11 Simbol Relay Gambar 2.12 Struktur Relay Gambar 2.13 Rangkaian Transistor Tertutup Gambar 2.14 Rangkaian Transistor Terbuka Gambar 2.15 Grafik Kurva Karakteristik Transistor Gambar 2.16 Elemen Pendukung SMS Gambar 2.17 Modem GSM SIM900A Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Pengering Kain Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum ATMega Gambar 3.3 Rangkaian Sensor SHT ix

7 Gambar 3.4 Rangkaian Driver Pengering Gambar 3.5 Rangkaian Driver Buzzer Gambar 3.6 Pin-Pin Pada Modem Gambar 3.7 Rangkaian ISP Downloader Gambar 3.8 Rangkaian Power Supply Gambar 3.9 Diagram Alir Proses Gambar 3.10 Rangkaian Keseluruhan Sistem Pengering Kain Gambar 4.1 Rangkaian Mikrokontroler ATMega Gambar 4.2 Rangkaian Relay Gambar 4.3 Rangkaian Sensor SHT Gambar 4.4 Tampilan Karakter SMS perintah pengering off Gambar 4.5 Tampilan Karakter SMS perintah alarm off Gambar 4.6 Tampilan Karakter SMS Untuk Cek Status Gambar 4.7 Tampilan SMS Notifikasi bahwa kain sudah kering x

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konstanta konversi untuk Pengukuran RH Tabel 2.2 Konstanta konversi Pengukuran Temperatur Tabel 2.3 Konfigurasi Pin SHT Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Output Mikrokontroler ATmega Tabel 4.2 Keluaran Tegangan Mikrokontroler ke Relay Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Suhu dan Kelembaban xi

9 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Perubahan cuaca yang tidak menentu pada saat bumi sudah memasuki global warming seperti saat ini mempengaruhi perubahan musim yang tidak menentu. Musim kemarau dan musim penghujan sudah tidak dapat diprediksikan lagi. Dikarenakan hal tersebut aktivitas manusia untuk mengeringkan pakaian cukup terganggu dengan datangnya panas dan hujan yang tidak menentu. Sangat merepotkan apabila pakaian yang kita cuci tidak kering selama berhari- hari sehingga tidak dapat dikenakan. Suhu matahari pada saat siang hari berkisar antara 33 0 C-39 0 C (menurut penelitian Badan Meteorologi dan Geofisika pada tahun 2015) biasanya dimanfaatkan untuk menjemur pakaian, namun cuaca yang tidak menentu memaksa manusia tidak selalu dapat memanfaatkan panas tersebut. Ketergantungan manusia pada panas matahari dalam pemanfaatannya untuk mengeringkan pakaian belum dapat ditinggalkan dikarenakan belum adanya alat dan teknologi yang mampu membantu manusia melepaskan ketergantungan terhadap panas matahari. Dengan teknologi dan ilmu pengetahuan yang memadai dapat dirancang sebuah pengering pakaian yang mampu mengeringkan pakaian secara otomatis tanpa harus tergantung pada cuaca yang ada. Dengan menggunakan mikrokontroler ATMEGA8535 sebagai pengontrolnya alat pengering ini dapat bekerja secara otomatis. Mikro yang dihubungkan dengan motor AC atau Hair Dryer sebagai sumber panas dan SHT11 sebagai sensor suhu dan kelembaban udara, dengan mengeset suhu sesuai kebutuhan dan 1

10 2 setelah mencapai kelembaban tertentu (kering) maka alat akan mati secara otomatis. Dipakai hairdryer yang dapat mengubah energi listrik menjadi panas, dan panas yang dikeluarkan hairdryer sesuai dengan kisaran suhu panas yang dimanfaatkan untuk mengeringkan pakaian yaitu berkisar antara 33 0 C-39 0 C. Dengan suhu tersebut pakaian kita dapat kering layaknya dijemur dengan matahari dan tidak perlu takut rusak karena suhu yang terlalu panas Perumusan Masalah Adapun permasalahan yanng akan dibahas dalam proyek Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana merancang alat pengering kain dengan memanfaatkan mikrokontroler ATMEGA8535 dan sensor SHT Bagaimana membuat alat pengering kain dengan memanfaatkan mikrokontroler ATMEGA8535 dan sensor SHT Batasan Masalah ` Untuk mendapatkan pembahasan semaksimal mungkin dan agar mudah dipahami serta menghindari pembahasan yang terlalu meluas maka pembatasan masalah sangat dibutuhkan. Adapun batasan masalah yang dibahas dalam laporan tugas akhir ini adalah: 1. Membahas mikrokontroler ATMEGA8535 sebagai pengendali utama 2. Membahas sensor SHT11 pendeteksi input

11 Tujuan Penulisan Laporan Tujuan utama dalam pembuatan laporan tugas akhir ini adalah: 1. Sebagai salah satu mata kuliah tugas akhir pada semester VI untuk pendidikan Diploma III bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektro, Program Studi Teknik Telekomunikasi, Politeknik Negeri Medan 2. Membuat alat pengering kain secara otomatis 3. Mewujudkan sebuah alat yang dapat mengeringkan kain secara otomatis 1.5. Manfaat Dalam perancangan dan pembuatan Tugas Akhir ini, maka manfaat yang diperoleh : 1. Untuk mengeringkan kain basah otomatis dengan menggunakan alat yang telah dibuat. 2. Dapat menjadi referensi untuk mahasiswa / mahasisiwi lain, agar nantinya alat ini dapat dikembangkan lebih jauh. 3. Bagi penulis, dapat menambah pengetahuan yang banyak dan pengalaman pada bidang telekomunikasi Metodologi Penulisan Metodologi penulisan yang digunakan penulis dalam penulisan laporan tugas akhir ini adalah:

12 4 1. Studi Literatur Metode ini merupakan metode pengumpulan data dan referensi dari media cetak atau media elektronik yang menunjang dalam penyusunan dan pembuatan tugas akhir ini. 2. Penjadwalan Sebelum melakukan desain rangkaian dan alat, terlebih dahulu membuat jadwal dari kegiatan yang akan dilakukan sehingga pekerjaan dapat berjalan teratur. 3. Perancangan Merancang alat pengering kain dengan memanfaatkan mikrokontroler ATMEGA8535 dan sensor SHT11 dengan seefektif mungkin dan minimalis agar aplikatifnya mudah diletakkan di tempat apapun. 4. Pembuatan Memilih komponen dan perangkat yang dibutuhkan berdasarkan teori dan referensi dari alat tersebut. 5. Pengujian di laboratorium Melakukan pengujian terhadap alat pengering kain dan melakukan simulasi pendeteksian kain basah di laboratorium.

13 5 6. Analisa Data Mengumpulkan data-data dan menganalisa data dari pengujian yang telah dilakukan di laboratorium apakah data yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. 7. Kesimpulan Menyimpulkan hasil yang diperoleh dari pengujian alat dan juga dari data-data yang telah diperoleh dari proses awal pembuatan sampai dengan akhir pembuatan Sistematika Penulisan Adapun sistematika pembahasan dalam penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I. PENDAHULUAN Berisikan tentang latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, metode pembahasan dan sistematika penulisan laporan. BAB II. DASAR TEORI Berisikan tentang referensi penunjang yang menjelaskan tentang fungsi dari perangkatperangkat yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini.

14 6 BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN Menguraikan tahapan maupun proses perancangan dan pembuatan dari pemilihan spesifikasi alat, pembuatan diagram blok dan diagram flowchart untuk perangkat lunak yang dibuat. BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini menjelaskan tentang pengujian dan analisa data dari alat antara lain rangkaian tiap blok, pengukuran rangkaian secara keseluruhan. BAB V. PENUTUP Berisikan simpulan dari seluruh rancangan yang telah dibuat beserta saran-saran kepada pembaca guna perbaikan dan pengembangan proyek.