LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN SISTEM KONTROL MINIATUR HUJAN SALJU BUATAN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO MEGA 2560

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN SISTEM KONTROL MINIATUR HUJAN SALJU BUATAN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO MEGA 2560 CONTROL SYSTEM DESIGN OF MINIATURE SNOW RAIN MAKER BASED ON MICROCONTROLLER ARDUINO MEGA 2560 Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Oleh Mochamad Rikki Firmansyah NIM JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUG 2012

2

3 Curriculum Vitae PERSONAL Name : Mochamad Rikki Firmansyah Place of birth : Lebak Date of birth : Dec 06 th, 1990 Nationality : Indonesian Sex : Male Address : Perum Griya Asri 2 Blok J5 No.5 RT 040 RW 006 Ds.Sumber Jaya Kec.Tambun Selatan Kab.Bekasi Religion : Islam Blood Group : B Mobile Phone : Address : mochamad.rikki@gmail.com EDUCATION Elementary School of 5 Sumber Jaya Junior High School of 5 Tambun Selatan Bekasi Senior High School of 1 Tambun Selatan Bekasi Polytechnic of Bandung (POLBAN) Rerfrigeration and Air Conditioning Engineering Departement.

4 ABSTRAK Sistem kontrol otomatis menjadi salah satu hal penting dalam dunia perindustrian, terutama di bidang refrigerasi dan tata udara. Sistem kontrol otomatis bertujuan untuk memantau kinerja suatu sistem. Pada sistem refrigerasi dan tata udara diperlukan sistem kontrol otomatis, hal ini bertujuan untuk menjaga temperatur agar tetap terjaga sesuai dengan kebutuhan. Oleh karena itu penulis membuat alat kontrol otomatis pada sistem refrigerasi miniatur hujan salju berbasis mikrokontroler Arduino Mega Alat-alat yang digunakan selain mikrokontroler Arduino Mega 2560 dengan menggunakan bahasa C adalah sensor thermocouple, sensor LM35 DZ, LCD shield, SD card shield arduino dan driver relay. LCD shield digunakan untuk menampilkan data yang terukur dari sensor, SD card shield digunakan untuk merekam hasil pengukuran dari sensor yang dapat dibuka pada program ms. Excel, relay digunakan untuk menghidup matikan kompresor. Pengujian alat kontrol dilakukan di lab. jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung. Pengujian sensor dilakukan dengan cara membandingkan sensor thermocouple dan LM35 DZ dengan termometer digital. Pengujian pembacaan SD card dilakukan dengan cara mencatat data yang ditampilkan oleh LCD dan disesuaikan dengan data yang direkam oleh SD card. Rata- rata error pada data verivikasi untuk sensor thermocouple (TK) 0.59%, untuk sensor LM35 DZ (TA) 1.62%. Penyimpanan data dari sensor ke SD card dalam 1 menit ada 85 data yang tersimpan. Pengontrolan relay berfungsi dengan baik untuk untuk sistem refrigerasi kabin air pada temperatur 1 O C relay cut in (energized) dan pada temperatur 3 O C relay Cut off (deenergized). Kata kunci : Sistem Kontrol, Arduino Mega 2560, Thermocouple, LM35 DZ, Relay, SD Card.

5 ABSTRACT Automatic control system is one important thing used in industries in order to observe system s work. In refrigeration and air conditioning system, automatic control is used to maintain temperature keep on necessary. In this final project, the writer made an automatic control system in miniature snow rain of refrigeration with microcontroller Arduino Mega Devices used in this system beside the Arduino Mega 2560 microcontroller by using C language program are thermocouple sensors, LM35 DZ sensors, LCD shield, SD card shield and relay driver. LCD shield is used to shows measured data from sensors, SD card shield is used to records measurement result from sensors which can be opened on ms. Excel program. Relay is used to on/off the compressor. Control device was tested in Refrigeration and Air Conditioning Engineering laboratory at POLBAN. Sensor test has been done by comparing thermocouple sensors and LM35 DZ by using digital thermometer. SD card reading test has been done by recording showed data by LCD and appropriated with recorded data from SD card. Average error value on verification thermocouple sensors data (TK) is 0.59% and for LM35 DZ sensors (TA) the value is about 1.62%. There is 85 data saved from sensors to SD card in one minute. Relay controlling also has a good work, which the system has cut in (energized) at 1 C and cut off (de-energized) at 3 C key word: Control System, Arduino Mega 2560, Thermocouple, LM35 DZ, Relay, SD card.

6 Kata Pengantar KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr.Wb Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis mengangkat judul Perancangan Sistem Kontrol Miniatur Hujan Salju Buatan Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega 2560 Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih atas segala bantuan yang telah diberikan kepada penulis selama mengerjakan Tugas Akhir ini. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada: 1. Kedua Orang tua tercinta yang selalu memberikan do a dan memberi dukungan baik moril maupun materil dalam melaksanakan Tugas Akhir ini. 2. Dr. Drs Pratikto.,MT selaku pembimbing I dan Muhamad Arman, ST.,SPsi selaku pembimbing II, yang telah membantu penulis dalam menghadapi berbagai kesulitan, serta banyak memberikan bimbingan dan pengarahan selama proses pelaksanaan Tugas Akhir ini. 3. Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng selaku ketua jurusan teknik refrigerasi dan tata udara 4. Seluruh staf dosen, teknisi dan instruktur di laboratorium teknik refrigerasi dan tata udara yang telah mendedikasikan seluruh ilmu, pengetahuan,wawasan, dan pengalamannya, demi kelancaran proses belajar mengajar di jurusan teknik refrigerasi dan tata udara. 5. Rekan- rekan RACE C 2009 yang seperjuangan dalam menuntut ilmu selama 3 tahun di kampus tercinta. Terimakasih atas semua bantuan baik baik secara moril dan materil. Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara i

7 Kata Pengantar 6. Rekan rekan jurusan teknik refrigerasi dan tata udara angkatan 2009,2010, dan 2011 terimakasih atas bantuan dan dukungannya. 7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini, terimakasih atas bantuan dan dukungannya. Penulis berdo a semoga segala bentuk bantuan dan amal kebaikan yang telah diberikan mendapatkan balasan yang berlipat dari Allah SWT. Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis menyadari masih banyak kesalahan dan kekurangan. Dengan menyadari hal tersebut, penulis memohon maaf. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis sangat mengharapkan laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat, khususnya bagi penulis, dan seluruh pembaca laporan ini. Amin Bandung, Juli 2012 Penulis Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara ii

8 Daftar Isi DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR TABEL... vi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Batasan Masalah Metode Penelitian Sistem Matika Penulisan... 3 BAB II DASAR TEORI Pengertian Sistem Pengukuran dan Kontrol Mikrokontroler Arduino Arduino Mega Shield Arduino LCD Shield SD Module Bahasa Program Arduino Software Arduino Sensor Sensor Thermocouple Sensor LM 35 DZ Relay Sistem Refrigerasi Miniatur Hujan Salju Buatan BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI Perancangan Perancangan Perangkat keras (Hardware) Komponen yang Digunakan Rancangan Sistem Kontrol pada Alat Kontrol Sistem Refrigerasi Miniatur Hujan Salju Membuat Rangkaian untuk Sensor Thermocouple Membuat Rangkaian untuk Sensor LM35 DZ Rangkaian Hardware Secara Keseluruhan Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara iii

9 Daftar Isi 3.4 Deksripsi Kerja Diagram Blok Sistem Library Program BAB IV PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS Verifikasi Sensor Verifikasi Sensor Thermocouple Verifikasi Sensor LM 35 DZ Verifikasi SD Card Pengujian Alat Kontrol pada Sistem Miniatur Hujan Salju Pengujian Alat Kontrol Sistem Refrigerasi untuk Kabin Pengujian Alat Kontrol Sistem Refrigerasi untuk Kabin air BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN... Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara iv

10 Daftar Gambar DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram blok sistem pengukuran... 4 Gambar 2.2 Diagram blok sistem kontrol... 4 Gambar 2.3 Arduino Mega Gambar 2.4 LCD Shield Arduino... 7 Gambar 2.5 SD Module... 8 Gambar 2.6 Softwar Arduino Gambar 2.7 Sistem Pengukuran Temperatur dengan Thermocouple Gambar 2.8 Rangkaian thermocouple dengan AD Gambar 2.9 Sensor temperatur LM Gambar 2.6 DI-Relay Gambar 2.11 Sistem refrigerasi miniatur hujan salju Gambar 3.1 Konfigurasi pin I/O mikrokontroler arduino mega Gambar 3.2 Rankaian pcb thermocouple Gambar 3.3 Rankaian R-C LM Gambar 3.4 Rangkaian hardware secara keseluruhan Gambar 3.5 Flowchart program Gambar 3.6 Data yang tercatat pada SD card Gambar 3.7 Diagram blok untuk sistem refrigerasi miniatur hujan salju Gambar 4.1 Grafik verifikasi sensor thermocouple tipe K Gambar 4.2 Grafik verifikasi sensor thermocouple setelah dikalibrasi Gambar 4.3 Grafik verifikasi sensor LM35 DZ Gambar 4.4 Grafik verivikasi sensor LM35 DZ setelah dikalibrasi Gambar 4.5 Grafik sistem refrigerasi miniatur hujan salju untuk kabin Gambar 4.6 Grafik sistem refrigerasi miniatur hujan salju untuk kabin air Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara v

11 Daftar Tabel DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Komponen yang digunakan Tabel 4.1 Verifikasi sensor thermocouple tipe K Tabel 4.2 Verifikasi Sensor thermocouple tipe K setelah dikalibrasi Tabel 4.2 Verifikasi sensor LM 35 DZ Tabel 4.4 Verifikasi Sensor LM 35 DZ setelah dikalibrasi Tabel 4.5 Verifikasi SD Card Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara vi

12 Daftar Pustaka DAFTAR PUSTAKA 1. Didoyo, Edie Sasito. Buku Bahan Ajar Sistem Pengukuran. Teknik Refrigerasi dan Tata Udara. Politeknik Negeri Bandung, PDF Famosa Studio Arduino Stater Kit Definisi-definisi D Sharon, dkk (1982). diunduh pada 20 Mei diunduh pada 14 April hobbybotics.wordpress.comdiunduh pada 10 April depokinstruments.com diunduh pada 20 Mei hobbybotics.wordpress.com diunduh pada 20 Juni Data Sheet AD595 diunduh pada 27 April Datasheet Sensor Temperatur LM35. diunduh pada 27 April 2012