PROCEEDING. sepeti program untuk mengaktifkan dan PENERAPAN AUTOMATIC BUILDING SYSTEM DI PPNS. menonaktifkan AC, program untuk counter

Transkripsi

1 PROCEEDING PENERAPAN AUTOMATIC BUILDING SYSTEM DI PPNS (Sub Judul:MONITORING SISTIM PENGKONDISIAN UDARA DI LABORATORIUM REPARASI LISTRIK) Dengan meningkatnya dan semakin kompleknya persoalan penggunaan energi listrik maka di butuhkan suatu sistem yang dapat mengatur penggunaan energi listrik tersebut. Sistem ini di kenal dengan Automatic Building Sistem (ABS). Dalam operasionalnya ABS merupakan system terpadu dan di dukung oleh peralatan yang dapat meningkatkan efisiensi pemakaian energi listrik dengan kualitas dan keandalan system yang tetap tinggi namun dengan biaya operasional yang relative murah. Peralatan yang di gunakan dalam pengaturan energi listrik ini menggunakan Microcontroler ATMEGA8, yaitu mengontrol suatu rangkaian yang telah terprogram sesuai program yang telah dibuat sepeti program untuk mengaktifkan dan menonaktifkan AC, program untuk counter dan program untuk sensor sensor yang mendukung sistem ABS ini. Sebagai objek dalam pengaturan energi listrik ini, maka kami mengaplikasikan sistem ini di ruang Bengkel Reparasi Listrik PPNS-ITS yang saat ini masih menggunakan pengaturan instalasi pendingin ruangan secara manual dan pengeluaran biaya listriknya cukup besar, dengan cara mengatur sistem instalasi penerangannya secara otomatis, yaitu dengan memasang sensor infra merah pada pintu masuk serta keluar pada masingmasing ruangan, sehingga pada saat akan memasuki ruangan, maka sensor akan bekerja menghidupkan pendingin ruangan. Pengaturan suhu pada pendingin itu sendiri dapat di seting pada PC. Sistem pendingin ini aktif apabila ada objek (manusia) yang masuk pada ruangan ini. Dan sebaliknya sistem pendingin ini akan nonaktif jika 1

2 oruangan dalam kondisi kosong. Semua sistem ABS ini diatur oleh server, apabila server tidak mengaktifkan semua sistem yang ada dalam ABS maka semua sistem tidak dapat dioperasikan. Sistem ABS ini juga dilengkapi dengan sistem monitoring di setiap sistem yang diatur. Sistem monitoring ABS ini Mikrokontroler ATmega8 ATmega8 adalah low power mikrokontroler 8 bit dengan arsitektur RISC. Mikrokontroler ini dapat mengeksekusi perintah dalam satu periode clock untuk seyiap instruksi. Berikut ini adalah contoh gambar ATmega8 yang terdapat pada gambar 1.di bawah ini. menggunakan program Visual Basic 6.0. Sistem monitoring ini digunakan untuk memonitoring Suhu, banyaknya lampu yang menyala, serta mengetahui adanya kecelakaan pada ruangan seperti terjadi kebakaran dalam ruangan. Keuntungan lainya dalam menggunakan ATMEGA8 ini, jika ada perubahan cara kerja sistem maka kita tidak perlu merubah rangkaianya, tetapi hanya dengan merubah Program - program yang lama dengan memasukan program - program atau instruksi yang baru. Gambar 1. ATmega8 Mikrokontroler ini diproduksi oleh atmel ( dari seri AVR. Untuk seri AVR ini banyak jenisnya, yaitu ATmega8, ATmega8535, Mega8515, Mega16, dan lain-lain. Mikrokontroler ATmega8 ini sangat murah dan mempunyai fasilitas yang sangat memadai untuk mengembangkan 2

3 berbagai aplikasi. Beberapa fitur dari ATmega8 adalah sebagai berikut : 1. 8 Kbyte Flash Program Kbyte EEPROM 3. 1 Kbyte SRAM 4. 2 timer 8 bit dan 1 timer 16 bit 5. Analog to digital converter 6. USART 7. Analog comparator 8. Two wire interface (I2C) Pin out ATmega8 dapat dilihat dalam Gambar 2 berikut. Gambar 2 memperlihatkan DIP Package dari ATmega. DIP Package banyak dipasaran dan sngat mudah dalam mounting ke PCB. Di pasaran terdapat juga TQFP Package yang lebih dikenal dengan SMD (Surface Mount Device). Untuk tipe ini akan ditemukan kesulitan selama penyolderannya sehingga bagi pemula disarankan untuk menggunakan DIP Peckage. Mikrokontroller AVR Mikrokontroller AVR (Alf And Vegard s Risc Processor) dari Atmel ini menggunakan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang artinya processor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51 yang menerapkan arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi processor RISC adalah Instruksi dasar (belum tentu Gambar 2. Pin out ATmega8 (DIP Package) sederhana), sehingga instruksi instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus 3

4 mesin untuk menjalankannya. Kecuali instruksi percabangan yang membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan arsitektur Harvard, karena arsitektur ini yang memungkinkan untuk membuat eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam 1 atau 2 siklus mesin, sehingga akan semakin cepat dan handal. Proses downloading programnya relative lebih mudah karena dapat dilakukan langsung pada sistemnya. Sekarang ini, AVR dapat dikelompokkan menjadi 6 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, keluarga AT90CAN, keluarga AT90PWM dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya, sedangkan dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka hampir sama. Sebagai pengendali utama dalam pembuatan robot ini, digunakan salah satu produk ATMEL dari keluarga ATmega ADC (Analog To Digital Converter ) ADC adalah rangkaian yang mengubah data analog menjadi data digital. Biasanya ADC diperlukan dalam aplikasi mikrokontroler karena inputan dari mikrokontroler berupa data digital dan bukan data analog oleh karena itu diperlukan rangkaian ADC. ADC ini sendiri sudah ada di dalam ATMega8. Downloader USB Downloader USB ini di buat oleh Thomas Fischl memanfaatkan driver USB dengan AVR yang sedang di kembangkan oleh Objective Development GmbH. Downloader USB ini di beri nama USBaps. USBaps terdiri atas ATmega48/8 dan beberapa komponen pasif tanpa membutuhkan komponen driver lainya. USBaps memiliki beberapa fitur antara lain : 1. Dapat bekerja di system operasi Linux, Mac OS X, dan Windows. yaitu ATmega8. 4

5 2. Tidak membutuhkan controller khusus atau komponen SMD 3. Kecepatan programming sampai 5 kbyte/sec 4. Pilihan SCK untuk mendukung target device dengan kecepatan rendah (<1,5 MHz). Berikut ini adalah contoh gambar Downloader seperti yang terlihat pada Gambar 3. dibawah ini. Gambar 4. Rangkain USBaps Perancangan dan Rangkaian Mikrokontrller Dalam project ini, digunakan mikrokontroller AVR ATmega8, Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard s Risc Prosesor) memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi di kemas dalam Gambar 3. USBaps USBaps buatan Thomas Fischl ini mempunyai rangkaian yang cukup rumit. Rangkaian tersebut ditunjukkan seperti yang terlihat pada Gambar 4. kode 8 bit (8 bit word) dan sebagian besarinstruksi dalam 1 siklus clock, pada IC ini, terdapat internal ADC 10 bit sebanyak 8 channel yang ditampilkan ke LCD, sehingga tidak perlu memakai ADC eksternal. Adapun gambar rangkaian yang kami buat seperti yang terlihat pada Gambar 5 di bawah ini. 5

6 arus atau tegangan yang diberikan terlalu kecil maka rangkaian elektronika tersebut tidak akan bekerja dengan baik bahkan ada kemungkinan alat tersebut tidak bekerja. Gambar 5. Rangkaian mikrokontroller Membuat rangkaian Power supply Semua peralatan tersebut diatas tidak akan berfungsi jika tidak ada arus listrik dan tegangan, maka disini digunakan power supply (catu daya) sebagai pemberi arus dan tegangan yang diperlukan oleh semua rangkaian elektronika tersebut. Tegangan dan arus yang diberikan pada rangkaian Pada rangkaian catu daya pada umumnya kita sering menggunakan Ic Regulator dalam mengontrol tegangan yang kita inginkan. Regulator tegangan menjadi sangat penting gunanya apabila kita mengaplikasikan system Power tersebut untuk rangkaian rangkaian yang membutuhkan tegangan yang sangat stabil. Misalkan untuk system digital, terutama untuk Minimum system elektronika harus sesuai dengan (MikroProsesor/ MikroKontroler) spesifikasi peralatan tersebut, jika arus atau tegangan yang diberikan terlalu besar maka rangkaian elektronika akan rusak. Dan jika yang sangat membutuhkan tegangan dan arus yang sangat Stabil. IC Regulator yang umum digunakan untuk mengontrol tegangan adalah 6

7 IC keluarga 78XX. IC ini dapat mengontrol tegangan dengan baik. Keluaran tegangan yang diinginkan tinggal melihat tipe yang ada. Pembuatan power supply di rancang untuk pemberian power supply 3. Ukur tegangan keluaran dari power supply 4. Catat hasil pengujian tersebut Pembuatan Rangkaian Sensor Suhu Vin LM35 sebesar 5 Volt. Supply tegangan 5 Volt kami ambilkan dari Output IC 7805, kemudian supply tersebut akan Vout R1 R2 dislurkan ke rangkaian elektronik yang membutuhkan tegangan 5 Volt. Proses pengujian power supply ini digunakan AVOmeter untuk mengukur tegangan keluaran. Tegangan yang keluar dari power supply bermacam mulai 0 5 Volt. Langkah-langkah pengujian rangkaian : 1. Siapkan rangkaian power supply 2. Siapkan avometer dan pasangkan pada tegangan DC volt Gambar 6. Rangkaian Sensor Suhu Tegangan output yang dihasilkan dari sensor suhu adalah 10 mv setiap kenaikan 1ºC,sehingga perlu dikuatkan dengan rangkaian op amplifier non inverting.agar Vout yang dihasilkan opleh sensor sama dengan nilai suhu yang terbaca,maka perlu dikuatkan dua kali. Misalkan Vout yang terbaca adalah 10 mv setelah dikuatkan menjadi 20 mv, kemudian dimasukkan rumus Vout/ 5v 255 ( jumlah 8 bit ) = Suhu 20/ ( di bulatkan ) = 1 7

8 Jadi didapatkan hasil 10Mv = 1ºC,sehingga setiap kenaikan tegangan 10 Mv maka suhunya akan naik 1ºC Karena di dalam mikrokontroller Atmega 8 sudah terdapat ADC ( analog digital converter ),maka tegangan yang telah dikuatkan, langsung dimasukkan ke mikro.agar nilai penguatanya sesuai maka perlu menentukan nilai RI dan R2 dengan cara Membuat tampilan monitoring. System monitoring yang kami buat menggunakan Visual Basic 6.0. Berikut ini tampilan system monitoring dari awal hingga akhir. 1. Halaman Selamat Datang. Halaman ini adalah halaman saat monitoring dimunculkan. berikut : Vout/Vin = 1 + R2/R1 2 = 1 + R2/R1 A = 1 + R2/R1 2-1 = R2/R1 Jadi nilai R1 = R2 20/10 = 1 + R2/R1 Gambar 7 Halaman awal 2. Halaman utama. Halaman ini adalah halaman Pada rangkaian Sensor, nilai R1 dan R2 ditentukan nilai dengan besar 1 kω utama yang fungsinya untuk mensetting suhu, mengetahui jumlah orang yang masuk, 8

9 dan mengetahui suhu yang ada didalam ruangan. Gambar 9 Halaman Report Gambar 8 Halaman utama 3. Halaman laporan Halaman ini berfungsi untuk melihat smua kejadian Blok Diagram System Kerja Alat Sistem pengkondisian udara ditunjukkan seperti diagram blok pada Gambar 10 di bawah ini. kejadian yang terjadi dalam system. Contoh : SENS 1. Pada waktu AC aktif dan non aktif 2. Perubahan suhu Re AC 3. Jumlah orang yang masuk Gambar 10. Blok Diagram system kerja alat 9

10 Penjelasan flocat gambar: Sensor infrared akan bekerja ketika ada objek (manusia) masuk/keluar. Sensor infrared akan mengirim signal ke rangkaian microcontroller yang di dalamnya terdapat IC ATMEGA8 sebagai pengontrolnya sesuai dengan programnya. Sistem monitoring pada system ini menggunakan Visual Basic 6.0. Data data yang diambil untuk memonitoring system ini yaitu dari microcotrolernya dangan menggunakan kabel RS232. Analisa LM35 (Sensor suhu) Pada hasil analisa sensor suhu ini data yang diambil adalah tegangan yang Rangkaian Microcontroller akan keluar dari LM35 seperti yang terlihat pada Tabel 1. mengirimkan perintah ke remote yang berupa menyala matikan AC dan mengatur suhu sesuai dengan perintah. AC akan bekerja sesuai perintah remote. Pyroelectrik disini berfungsi untuk mengetahui keadaan dalam ruangan. 10

11 TEMPER ATUR Tabel 1. Hasil Analisa LM35 TEGANGAN m(v) Data Analisa yang diambil adalah tegangan yang dihasilkan oleh PIR325 seperti yang terlihat pada Tabel 4.2. Tabel 2. Hasil analisa tegangan PIR Tegangan LOW (V) Tegangan HIGH (V) , Analisa PIR 325 PIR 325 adalah sensor yang mendeteksi adanya orang dalam ruangan. Keterangan : 1. Tegangan Low : Tegangan yang keluar saat tidak ada orang dalam ruangan 2. Tegangan High : Tegangan yang keluar saat ada orang dalam ruangan. Kesimpulan Berdasarkan perencanaan dan Gambar 11. PIR325 pembuatan alat Sistem Penerangan (ABS) yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan hasil pengujian dan analisa pada system 11

12 pengkondisian udara (ABS) yang telah dibuat, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a. AC dapat diotomatisasi dalam pengoperasiannya. b. Apabila di dalam ruangan tidak terdapat obyek (manusia) maka AC secara otomatis akan mati. c. Sistem pengkondisian udara ini tidak akan berjalan apabila server tidak menghendaki atau tidak terhubung dengan server. d. Apabila dalam ruangan terdapat orang maka PIR325 mengeluarkan tegangan 4,5 V 5 V. 12