LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN OTOMASI MESIN PENETAS TELUR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN OTOMASI MESIN PENETAS TELUR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 DESIGN OF EGG INCUBATOR MACHINE OTOMATION BASED ON AT89S52 MICROCONTROLLER Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung Disusun oleh : Indra Hanafi NIM : JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3

4 ABSTRAK Sistem pengontrolan menjadi hal yang sangat penting dalam sebuah sistem. Dalam berbagai aspek kehidupan pengontrolan menjadi hal penting yang menjadi penentu keberhasilan suatu proses. Berkenaan dengan hal ini dibuatlah sebuah alat yang diaplikasikan pada suatu mesin penetasan. Pengontrolan ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dalam proses penetasan. Pada tugas akhir ini dibahas tentang Otomasi Mesin Penetas Telur Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Dalam perancangannya digunakan LCD 20x4, multiplexer CD4051, relay 12 volt, ADC 0804 dan sensor LM35 DZ yang akan dirangkai menjadi sebuah rangkaian kontrol dengan bahasa pemrograman menggunakan bahasa Assembly. Otomasi yang dilakukan adalah dengan mengontrol temperatur di dalam kabin penetasan antara range 37 C - 39 C. Dalam perancangannya digunakan 8 buah sensor LM35 DZ yang pembacaannya dikontrol oleh multiplexer. Sensor 1 merupakan sensor yang digunakan untuk mengontrol temperatur kabin mesin tetas sedangkan 7 sensor lainnya digunakan untuk monitoring temperatur kabin penetas telur. Selain pengontrolan terhadap temperatur mesin penetasan juga dirancang pengontrolan motor DC sebagai pemutar rak telur. Sebagai aktuator motor digunakan dua buah relay sebagai driver motor, motor DC ini akan diputarkan searah jarum jam setiap 4 jam dengan delay waktu selama 10 detik. Berdasarkan pengolahan data pengujian diperoleh beberapa kesimpulan. Pengontrolan temperatur yang telah dirancang telah berfungsi dengan baik hal ini ditunjukan linearitas sensor LM35 DZ yang baik jika digunakan pada temperatur penetasan dengan error 0,5% - 4,31%. Pengontrolan motor DC juga berfungsi seperti yang direncanakan. Hasil dari proses penetasan telur bebek menggunakan mikrokontroler AT89S52 sebagai media pengontrol menghasilkan effisiensi mesin tetas sebesar 90% dari 50 telur yang ditetaskan, telur yang berhasil menetas sebanyak 45 telur.

5 ABSTRACT Controlling systems seem to be the very important things in a system. This is due to the determining factor of the success of a certain process. Considering that issue, a controlling system tool is applied to egg incubator machines to improve its efficiency of incubation. In this final project, the writer discusses a microcontroller AT89S52 based egg incubator machine automaticity. In arranging the machine, the writer uses LCD, multiplexer, relay, ADC and LM35 dz censorship which are built up to be a controlling system applying the Assembly. The automaticity was run by controlling the temperature in the incubator cabin ranging at C and controlling the motor as the time based screen of the egg crates. As actautor authors use a relay as a DC motor driver and the driver as a heating lamp incubator. In designing the authors use 8 sensors with sensor type LM35 dz. Controlled by controlling the temperature reading of sensor 1 while the other sensors used for monitoring temperature readings cabin incubator controlled by a multiplexer. In the application of temperature control and monitoring of this AT89S52 microcontrollerbased devices have been designed to function properly it is shown by linearity of the sensor LM35 DZ with termocouple sensor as a comparison. Controlling DC motors also function as planned. The results of the process of hatching duck eggs using AT89S52 microcontroller as control incubator generating efficiency of 90% of the number of eggs hatched

6 KATA PENGANTAR Puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T karena atas Rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan sebaik-baiknya. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah wajib semester VI dan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung. Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, penulis menyadari masih terdapat banyak kesalahan dan jauh dari kesempurnaan, mengingat keterbatasan pengetahuan dan pengalaman yang penulis miliki. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah turut membantu dalam memberikan bimbingan, dukungan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada: 1. Ayah, ibu, kakak, dan adik tercinta atas segala kasih sayang dan do a yang tanpa batas dan tanpa mengharap imbalan. 2. Bapak Ade Suryatman Margana, ST, M. Eng, selaku ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara yang sedia memberikan ijin untuk melakukan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Dr. Drs. Pratikto, MT, selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan kemudahan dan dukungan dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai terciptanya laporan tugas akhir ini. 4. Bapak Rudi Rustandi, ST, selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan kemudahan dan dukungan dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai terciptanya laporan tugas akhir ini. 5. Seluruh dosen pengajar Teknik Refrigerasi dan Tata Udara yang banyak memberikan ilmu selama masa perkuliahan dan tentu saja sebagai bekal penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 6. Pak Samedi beserta istri dan keluarganya yang telah bersedia mengijinkan kami dalam pengerjaan mesin penetas telur selama proses pembuatan kerangka mesin tersebut. 7. Bpk Dedih Barkah yang telah banyak membantu dalam proses pembuatan sistem kontrol dan banyak memberi ilmu yang sangat bermanfaat.

7 8. Pak Prayogo, Pak Dani, dll selaku teknisi di Lab. Refrigerasi dan Tata Udara yang turut membantu dalam proses pengerjaan tugas akhir. 9. Teman-teman partner seperjuangan tugas akhir Nurul Ulfa Trifani Desia dan Ina Inti Rahmatika yang selama 6 bulan bersama dalam mendalami ilmu dan pengalaman. Sukses selalu. 10. Teman-teman kelas Refrigerasi 3-B tahun 2009 yang telah sama-sama menyelesaikan tugas dalam penulisan laporan ini tetap kompak selalu. 11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu, semoga Allah SWT membalas segala kebaikannya. Akhirnya dengan selesainya tugas akhir ini, penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi para pembaca pada umumnya. Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan rahmat dan hidayah-nya kepada kita semua. Amin Bandung, Juli 2012 Penulis

8 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK... i ABSTRACT...ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... 1 DAFTAR GAMBAR... 3 DAFTAR TABEL... 4 DAFTAR LAMPIRAN... 5 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Maksud dan Tujuan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 9 BAB II DASAR TEORI 2.1 Sistem Kontrol Sistem Kontrol Closed Loop Transduser Signal Conditioning Liquid Crystal Display (LCD) Mikrokontroler AT89S Konstruksi AT89S Relay Multiplexer CD Motor Gear Box DC Perangkat Lunak Instruksi Transfer Data Instruksi Aritmatik Instruksi Logika Instruksi Transfer Kendali BAB III METODE PERANCANGAN 3.1 Otomasi Sistem Plant Bentuk Perancangan Alat dan Bahan Perancangan Perancangan dan Pembuatan Alat Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S Perancangan Rangkaian ADC Perencanaan Relay Lampu dan Relay Driver Motor DC Perancangan Rangkaian LCD Perancangan Multiplexer Perancangan Push Button ON Perancangan Perangkat Lunak BAB IV ANALISIS DATA 4.1 Pengujian Sistem Kontrol Pengujian Linearitas Sensor LM35 dz... 39

9 4.3 Pengujian Sensor Pada Temperatur Penetasan Pengujian Driver Lampu Pengujian Driver Motor DC Pengujian Rangkaian Penguat ADC Pengujian Tombol Push ON Pengujian Multiplexer CD Pengamatan Proses Otomasi Mesin Penetasan BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 54

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Kontrol Loop Tertutup Gambar 2.2 Sensor LM35 DZ Gambar 2.3 Rangkaian ADC Dengan Penguat IC LM Gambar 2.4 Pin Konfigurasi LCD 20x Gambar 2.5 Konfigurasi Pin AT89S Gambar 2.6 Relay Gambar 2.7 Konfigurasi Pin Multiplexer CD Gambar 2.8 Motor DC Gear Box Gambar 3.1 Diagram Blok Kontol Temperatur Plant Gambar 3.3 Diagram Blok Plant Kontrol Egg Rack Driver Plant Gambar 3.4 Diagram Blok Otomasi Penetas Telur Plant Gambar 3.5 Sistem Minimum MCS Gambar 3.6 Rangkaian Skematik Sistem Minimum Gambar 3.7 Rangkaian ADC Dengan Penguat IC LM Gambar 3.8 ADC Dengan Penguat IC LM Gambar 3.9 Relay Gambar 3.10 Rangkaian Relay SPDT Gambar 3.11 LCD 20x Gambar 3.12 Gambar Rangkaian LCD Gambar 3.13 Rangkaian Multiplexer CD Gambar 3.14 Multiplexer CD Gambar 3.15 Rangkaian Push Button Gambar 3.16 Tombol Push ON Gambar 3.17 Diagram Alir Program Gambar 4.1 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.2 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.3 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.4 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.5 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.6 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.7 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.8 Grafik Linearitas Sensor Gambar 4.9 Tampilan Menu Setting Gambar 4.10 Tombol Setting Gambar 4.11 Input dan Output ADC Gambar 4.12 Input dan Output ADC... 50

11 DAFTAR TABEL Tabel 4.1Ppengujian Linearitas Sensor Tabel 4.2 Pengujian Linearitas Sensor Tabel 4.3 Pengujian Linearitas Sensor Tabel 4.4 Pengujian Linearitas Sensor Tabel 4.5 Pengujian Linearitas Sensor Tabel 4.6 Pengujian Linearitas Sensor Tabel 4.7 Pengujian Linearitas Sensor Tabel 4.8 Pengujian Linearitas Sensor Tabel 4.9 Pengujian Sensor LM35 DZ Pada Temperatur Penetasan Tabel 4.10 Pengujian Driver Lampu Tabel 4.10 Hasil Pengujian Driver Motor DC Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengujian Rangkaian Penguat Sinyal Tabel 4.5 Pengujian Push Button ON Tabel 4.6 Tabel Kebenaran Multiplexer CD

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Data Pengukuran Lampiran B Rangkaian Skematik Komponen Kontrol Lampiran C Bahasa Pemrograman Assembler Lampiran D Data Sheet Komponen Sistem Kontrol

13 DAFTAR PUSTAKA 1. Abdurohman, Maman Bahasa Assembly.Yogyakarta. ANDI 2. Belajar Elektronika Dasar. Diunduh pada 20 April Datasheet Mikrokontroler AT89S52. Diunduh pada 23 April Datasheet Sensor Temperatur LM35. Diunduh pada 27 April Fahmi Definisi Kontroler. Diunduh pada 22 April Mikrokontroler MCS51. Diunduh pada 15 Mei Usman Teknik Antar Muka dan Pemograman Mikrokontroler AT89S52. Yogyakarta: ANDI 8. Wijana Sensor LM35 Dengan Mikrokontroler MCS51 Menggunakan Bascom Assembly. Diunduh pada 3 Juni 2012

14 DAFTAR RIWAYAT HIDUP A. DATA PRIBADI Nama Lengkap : Indra Hanafi Tempat, tanggal lahir : Bandung, 2 Oktober 1990 Jenis Kelamin : Pria Alamat : Jl. Randusari VII No. 11 RT/RW 01/17 Antapani Kidul No. Telepon / HP : hanafindr@gmail.com Tinggi/Berat Badan : 180 cm /65 Kg Hobby : Membaca, Futsal Agama : Islam IPK : 3.06 Motto : nothing venture nothing have B. PENDIDIKAN FORMAL D3 Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bandung SMA Negeri 16 Bandung SMP PGII 2 Bandung SDN Griya Bumi Antapani C. PENGALAMAN KERJA Kerja Praktek di PT Indonesia Power UBP Suralaya, Desember 2011 Februari 2012 D. KETERAMPILAN Komputer HVAC Mesin Fluida : Ms.Office, AutoCAD, Pemrograman mikrokontroler Assembly : Cooling Load Calculation manual and software : pompa, kompresor