PERANCANGAN DAN REALISASI SETERIKA BERBASIS MIKROKONTROLER SKRIPSI. Oleh; ADRIEL LOM-\NTORO

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN REALISASI SETERIKA BERBASIS MIKROKONTROLER SKRIPSI _._,--._---_ _- -=:~,. C'C 1"')Ui( I I...i, T~~ i'-j I {)L:-~~::2.i,,' :-i fte: I, ", 'v'" I Oleh; ADRIEL LOM-\NTORO j --.. k' ""-.' i -", _J JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KA TOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2007

2 Perancangan dan Realisasi Seterika Berbasis Mikrokontoler SKRIPSI Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Oleh ADRIEL LOMANTORO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KA TOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2007

3 LEMBAR PENGESAHAN Skripsi dengan judul "Perancangan dan Realisasi Seterika Berbasis Mikrokontroler" yang disusun oleh mahasiswa : Nama : Adriel Lomantoro NRP : Tanggal ujian : 26 April 2007 dinyatakan telah memenuhi sebagian persyaratan kurikulum Jurusan Teknik Elektro guna memperoleh gelar Sarjana Teknik bidang Teknik Elektro. Dewan Penguji, Surabaya, 28 April 2007 Pembimbing II, ~.6. Albert Z:a:hi.ST,MT. NIK S~taris, Ir. RasionaiSitepibM. Eng. NlK Anggota, A \ i :',-/ 1':'" -;", 1/1/1 ' {/~i ~'.I :/ Lanny AgUstine.~.MT. NIK Anggota, ~ Ir. Melani Satyoadi NIK \ \... ~- I":' l \ /' ' Jlekaar.!. ultas Teknik.'..' I ( I - ic.=: -'. -- \ I I ::. i _"" -,. _/~r- t " '-t--=~>...~, Ir. Rasion,lSitepu, M. Eng. NIK Keterangan -" Dalam hal dewan penguji, Ketua adalah dosen yang bertindak sebagai ketua penguji skripsi. Sekretaris adalah dosen yang bertindak sebagai pembimbinglpembimbing I skrips. Anggota adalah dosen yang bertindak sebagai anggota penguji skripsi. ii

4 ABSTRAK Pada saat ini kemajuan teknologi sangat berperan penting dalanl kebidupan sebari-bari Didalam kebidupan rumah juga didominasi oleh kemajuan telmolagi. Seterika berbasis mikrokontroler ini juga merupakan salah satu dari kemajuan teknologi. Tujuan dari pembuatan alat ini adalah untuk menyeterika pakaian dengan pengaturan/ kontrol secara digital dan dapat mengbindarkan kain dari kehangusan akibat kelalaian pemakai. Pada dasamya alat ini menggunakan komponen-komponen seterika pada umumnya. Pada seterika standar ini dimodifikasi dengan beberapa komponen sehingga menjadi seterika berbasis mikrokontroler. Komponen-komponen yang digunakan adalah: sensor infrared, SSR (Solid State Relay), mikrokontroler A T89S51, sensor soou (mooul DS2760), push button dan 7 segment. Pada seterika ini akan dirancang dan direalisasikan seterika digital dengan 4 pilihan pengaturan panas. Pada pilihan ] -3 seterika akan otomaris OFF atau ON jika sulnmya naik atau tunm ± 5 C dari suhu standar yang telah ditentukan dan pada pitman 4 dapat mengatur ON - OFF elemen pemanas bila set erika sedang tidak dipakai selama beberapa saat yang ditentukan. Sampai saat ini, pemakai seterika sering melakukan kelaiaian dengan meninggaikan seterika dalam keadaan ON pada bllhan yang diseterika sehingga mellgakibatkan bahan tersebut baugus. Mikrokontroler sangat beiyeran penting dalam alat ini. Fungsi mikrokontroler pada alat ini adalah pembaca dari modul DS2760, peo,gatur suhu dalam menjatankan seterika, pengatur SSR untuk mematikan dan menyalakan elemen panas, dan menampilkan suhn pada 7 segment. Dari basil perancangan secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa kesalahan relatif pada keempat pilihan panas ketika ON sebesar 0%, dan kondisi OFF barn tercapai setelah terjadi kenaikan suhu rata-rata sebesar 2.26% dari batas SullU atas yang diberikan. MOOul DS2760 dapat membaca soou dengan akurat dengan error penguk-uran sebesar 0%. Sensor pendeteksi gerak dapat beketja dengan baik. dimana bila terhalang lebfu dan 7 detik maka elemen pemanas akan OFF. Jadi dapat disimpulkan secara keseluruhdll bahwa ala! yang telah direalisasikan dapat bekeija dengan baik. iii

5 ,. KATA PENGANTAR Ptgi syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih karunia dan berkatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Saljana Teknik di Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. Selama proses penyusunan skripsi, penulis banyak dibantu oleh berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasill kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan penelitian dan penyusunan laporan hasil penelitian, antara lain: 1. Lanny Agustine, ST,MT, Albert Gunadhi,ST,MT., selaku dosen pembimbing yang teiah memberikan bimbingan, petunjuk, dan bantuan selama pembuatan skripsi. 2. Jr. Antonius FiIipus Lwnban Tobing, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Katolik Wjdya Mandala Surabaya 3. Ir. Rasional Sitepu, M.Eng., selaku Dekan Fakultas Tekrnl< Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya dan juga selaku dosen wali yang telah membimbing dan memberikan dukungan. 4. Seluruh Bapak dan Ibu dosen serta Staf Jurusan Tcknik Elektro yang telah mengajar dan membimbing penulis selama masa studi di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. 5. Papa, Mama, Kakak, adik dan saudara-saudara yang selalu memberikan dorongan, semangat dan doa. iv

6 '. 6. Ternan-ternan di Jurusan Teknik Elektro - Fakultas Teknik, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya, Yanuar, Andreas, Aloysius, Sugeng, Thmas, Hendrikus, Sunoto, Daniel, Windi, serta ternan-ternan mahasiswa khususnya angkatan 2002 yang telah memberikan semangat membantu untuk dapat menyelesaikan skripsi ini. 7. Sernua pibak yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu, atas dulrungan dan bantuannya diucapkan terima kasih. Kiranya Tuhan senantiasa mernbeikati dan membalas kebaikan Bapak, Ibu serta saudara-saudari sekalian. Tak lupa ucapan maaf yang sebesar-besarnya kepada semua pihak apabila terdapat hal-hal yang kurang beckenan selama proses penyusunan skripsi. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan mernbantu semua pihak yang membutuhkan. Surabaya, April 2007 Penulis v

7 DAFTARISI Judul... '".... Lembar Pengesahan '"...,..., Abstrak ill Kata Pengantar... '"..,... '" lv Daftar lsi vi Daftar Gambar ix Daftar Tabel... xii Bab I Pendahuluan Latar Belakang Tujuan Perumusan Masalah Pembatasan Masalah L5 Metodo]ogi Perancangan Sistematika Penulisan... '"... " Bah II T eori Penunjang..._ Konsep seterika Mikrokontroler A T89S Memori internal RAM SFR(Special Function Register) RangkaianCwck vi

8 Reset...,..., Sensor Infrared...,... '".,..., Seven Segment...' {) 25 Thermocouple..., EIemen Pemanas Solid State Relay (SSR) Transistor Sebagai Saklar Transistor Pada Saat Kondisi Saturasi Transistor Pada Saat Keadaan Cul-off Bab HI Perancan.gan Dan Pembuatan Alat Perancangan Pe:rangkat Kerns L 1 Perancangan Power Supply ' LLl Power Supply 12Vdc l.l.2 Power Supply 5V de Push Button Desain sensor Gerak I Desain peletakan Sensor Infrared Rangkaian Infrared Rangkaian Transmiller., Rangkaian Receiver Modul DS " Rangkaian SSR (Solid State Relay) Rangkaian7 Segment vii

9 .,' Mikrokontroler RangkaianClock RangkaianReset Perancangan Software (Perangkat Lunak) Bab lv pengukuran Dan Pengujian Alat Pengukuran Sensor Infrared Pengukuran Tegangan pada SSR dan seterika Pengujian output thennocoupfe yang disimpan pada Register Current 4.4 Pengujian DS Pengujian untuk masing masing pilihan terhadap thermocouple digital 4.6 Pengujian deteksi gerak Bab V Kesimpulan Daftar Pustaka Lampiran 1. Rangkaian Lengkap Alat... L-I Lampiran II. Program Lengkap L-II Lampiran IIL Tobel Register CurrenJ... Lampiran IV. Data Sheet... L-III L-IV viii

10 DAFTAR GAMBAR Garnbar 1.1. Metodoklgi pengeljaan skripsi... 3 Gambar 2.1. Konfigurasi pin A T89S51...,... 8 Gambar2.2. PetamemoriRAM Gambar 2.3. Rangkaian Clock Gambar 2.4. Rangkaian Reset Gambar 2.5. Aliran Arus dan Perubahan Tegangan pada Reset Otomatis Gambar 2.6 Rangkaian Ekuivalen Saat Saklar SWI Ditekan Gambar 2.7. Spek1rum cahaya dan respon mata manusia Gambar2.8. Simbolphotodioda Gambar 2.9(a) TampilanJ SimbolTs Gambar 2.9(b) Common Anoda Gambar 2.9(c) Common Katoda Gambar Konstruksi thermocouple Gambar Gambar kqnfigurasi kaki modul DS Gambar Diagram Blok Modul DS Gambar Urutan initialisasi I-wire Garnbar Slot Waktu Baca I-wire Gambar2.15. Slot Waktu Tulis I-wire Gambar 2.16(a) Bentuk fisik relay SSR Gambar 2.16(b)Diagram blok SSR Gambar 2.] 7(a) Susunan transistor NPN dan PNP Gambar 2.17(b) Simbol transistor NPN dan PNP ix

11 DAFfAR GAMBAR Gambar 2.17(c) Salah satu bentuk fisik transistor Gambar 2.18(a) Dioda Pada Transistor BD Gambar 2.18(b) Transistor Pada Saat Keadaan Saturasi Gambar 2. 19(a) Dioda Pada Transistor NPN Gambar 2.19(b) Transistor Pada Saat Keadaan Cut-off Gambar 3. L Diagram Blok Sistem Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply 12 Vdc Gambar3.3. RangkaianPowerSupply5Vdc Gambar 3.4. Rangkaian Push Button Gambar 3.5. Desain sensor Gerak Gambar 3.6. Desain peletakan sensor gerak pada seterika Gambar 3.7. Skematik Rangkaian Transmitter Gambar 3.8. Skematik Receiver Gambar 3.9. Rangkaiaan sensor suhu DS Gambar Rangkaian Driver Seterik:a Gambar 3.1l. Gambar Rangkaian BCD 10 Seven Segment Gambar Rangkaian sistem mikrokontroler AT89S Gambar Rangkaian Clock Gambar Kondisi saatpush button reset ditekan Gambar 3.l5 FlowChartPerencanaanSoftware Gambar Flow Chari Perencanaan Software (Janjman) x

12 I. DAFTAR GAMBAR Gambar 3.l6 Flow Chart Baca SOOu Gambar 3.17 Flow Chart Tampilan 7' Segment Gambar 4.1 Pengukuran Output Sensor Infrared Gambar 4.2 Pengukuran Tegangan Rangkaian SSR ke seterika Gam.bar 4.3 Pengujian output thermocouple pada pada register current xi

13 I. DAFTAR TABEL Tabe12.1. Ketentuall suhu yang dibutuhkan untuk masing- masing bahan kai.n... 7 Tabel 2.2. FlIDgsi Kbusus Masing- Masing Kaki Port]... 9 TabeI2.3. Fungsi Khusus Masing- Masing Kaki Port TabeI2.4. Nama dan Alamat Register pada SFR Tabe12.5. Peta memori modul DS Tabel2.6. Tabel Register Temperature Tabel 2.7. Tabel Register Current TabeI3.!. Fungsi rangkaian Power supply Tabel4.1. Basil Pengukuran Tegangan Sensor Infrared TabeI4.2. Pengujian dan Pengukuran Tegangan SSR dan seterika TabeI4.3. Pengujian Output thermocouple yang disimpan pada Register Current 65 TabeI4.3. Pengujian Outpullhermocouple yang disimpan pada Register Current (lanjutan) TabeI4.4. Pengujian DS Tabet 4.4. Pengujian OS2760 (lanjutan 1) TabeI4.4. Pengujian OS2760 (lanjutan 2) TabeI4.5. Pengujian suhu llada -pihhan 1 saat kondisi ON dan OFF Tabe146. Pengujian suhu pada pilihan 2 saat kondisi ON dan OFF Tabe147. Pengujian suhu pada pilihan 3 saat kondisi ON dan OFF Tabe14.8. Pengujian subu pada pilihan 4 saat kondisi ON dan OFF TabeI4.9. Pengujian Oesain gerak kondisi ON Tabe14.10.Pengujian Desain gerak koudisi OFF XI1