RANCANG BANGUN MINIATUR SISTEM SANITASI AIR

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN MINIATUR SISTEM SANITASI AIR DENGAN KRAN, PENGATUR SUHU, DAN DAUR ULANG OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER (BAGIAN TANGKI UTAMA, PEMANAS, DAN PENGADUK) PROYEK AKHIR Laporan ini ditulis sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Diploma III Oleh ARDYA MERZY F. H NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Air merupakan salah satu kebutuhan pokok yang tidak dapat lepas dari kehidupan semua makhluk hidup. Bagi kehidupan manusia sendiri, air sangat berperan dalam kelangsungan hidup. Tidak hanya untuk dikonsumsi, tapi juga digunakan untuk mandi, mencuci, dll. Akhir-akhir ini, sering diberitakan bahwa banyak daerah yang kekurangan air bersih sehingga menggunakan air seadanya untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Dari tinjauan tersebut, maka Penulis merancang dan merealisasikan Rancang Bangun Miniatur Sistem Sanitasi Air Dengan Kran, Pengatur Suhu, dan Daur Ulang Otomatis Berbasis Mikrokontroler. Alat ini merupakan rancang bangun dari sistem sanitasi air rumah tangga yang diharapkan dapat mengefisiensikan penggunaan air di rumah tangga. Alat ini dirancang menggunakan sirkuit elektronik yang terdiri dari rangkaian sistem minimum, rangkaian sensor suhu, dan rangkaian sensor-sensor (photodioda dan level air). Alat ini mengefisiensikan konsumsi air dengan kran otomatis yang hanya akan ON jika terdeteksi benda dibawahnya, dan penyaringan air yang akan memperbaiki kualitas air sehingga layak untuk digunakan kembali. Kualitas air hasil penyaringan,level air, dan suhu air akan ditampilkan di LCD. Kata kunci : air, sanitasi air, mikrokontroler, kualitas air, sensor, kran elektrik, penyaringan.

4 ABSTRACT Water is one of the basic needs that can not be separated from the lives of all living things. For human life itself, water plays an important role in survival. Not just for consumption, but also used for bathing, washing, etc.. Lately, it is often reported that many areas that lack clean water, so use a makeshift water to meet daily needs. Of the review, the authors design and realization of "Design Miniature of Water Sanitation Systems With Tap, Conditioning, and Auto Recycling-Based Microcontroller". This tool is the design and construction of sanitary domestic water systems are expected to streamline the use of water in the household. The tool is designed to use an electronic circuit consisting of a series of minimum system, a series of temperature sensors, and sensor-sensor circuit (photodiode and water level). These tools streamline water consumption with automatic valve that will only be ON if the detected objects underneath, and water filtration that will improve water quality so it is worth to be reused. Filtered water quality, water level and water temperature will be displayed on the LCD. Key words: water, sanitation water, microcontroller, the quality of water, sensor, electric valves, filtration.

5 KATA PENGANTAR Alhamdulillahi robbil alamiin, segala puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya kepada Penulis sehingga Tugas Akhir yang bejudul Rancang Bangun System Sanitasi Air Dengan Kran, Pengatur Suhu, dan Daur Ulang Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT-Mega 16 dapat diselesaikan dengan baik. Dengan selesainya Tugas Akhir ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara materil maupun moril kepada Penulis di antaranya : 1. Ir. Hari Purnama, M.Eng., sebagai ketua Jurusan Elektro. 2. Ervin Marsita, sebagai ketua Program Studi D3 Teknik Elektronika. 3. Ir. Noor Cholis Basjaruddin, MT., sebagai pembimbing I. 4. Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc., sebagai pembimbing II. 5. Ir. Dida Suhadi Yana Sudarsa,BSEE., MT., Drs. Suyanto, sebagai penguji. 6. Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc., sebagai panitia Proyek Akhir Yth. seluruh karyawan dan Staf Dosen Program Studi Teknik Elektronika. 8. yang selama ini telah memberikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan kepada Penulis. 9. Kepada Rijal Purnama sebagai rekan kerja dalam menyelesaikan Proyek Akhir 2012 ini. 10. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Elektronika khususnya teman teman 3A-EC yang selalu mendukung dan membantu Penulis. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu, sangat diharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun guna perbaikan dan pengembangan di masa yang akan datang. Mudah-mudahan laporan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi Penulis sendiri pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR LAMPIRAN... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Metodologi Yang Digunakan Sistematika Penulisan... 5 BAB II LANDASAN TEORI Sistem Kontrol Prinsip Pengontrolan Proses Sistem Kontrol Otomatis Mikrokontroler Mikrokontroler AT-Mega LCD Driver Relay Jenis-Jenis Relay Kran Elektrik... 18

7 2.6.1 Solenoid Valve Motor Pompa Sentrifugal Sensor Infra Red Photodioda Sensor Suhu Lm35dz Penyaring Air BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI Tahapan Perancangan Dan Realisasi Fungsi Dan Cara Kerja Alat Spesifikasi Perancangan Alat Diagram Blok Diagram Alih Sistem Perancangan Dan Realisasi Perangkat Keras Rangkaian Sistem Minimum AT-Mega Tujuan Pengujian Rangkaian Analisa dan Kesimpulan Rangkaian Driver LCD Tujuan Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian Analisa dan Kesimpulan Rangkaian Driver Relay Tujuan Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian Analisa dan Kesimpulan Rangkaian Pengkondisi Sinyal Photodida dan Infra Merah... 34

8 Tujuan Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian Analisa dan Kesimpulan Rangkaian Pengkondisi Sinyal Sensor Suhu LM35DZ Tujuan Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian Analisa dan Kesimpulan Rangkaian Sensor Level Tujuan Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian Analisa dan Kesimpulan Rangkaian Timer Tujuan Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian Analisa dan Kesimpulan Perancangan dan Realisasi Mekanik Perancangan Dan Realisasi Perangkat Lunak BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Metode Pengujian Pengujian Sistem Minimum Alat dan Bahan Pengujian Data Hasil Pengujian Pengujian Driver LCD Alat Dan Bahan Pengujian Data Hasil Pengukuran... 53

9 4.4 Pengujian Driver Relay Alat Dan Bahan Pengujian Data Hasil Pengukuran Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal Photodioda Alat Dan Bahan Pengujian Data Hasil Pengukuran Pengujian Pengendali Sinyal Sensor Suhu LM35DZ Alat dan Bahan Pengujian Data Hasil Pengukuran Pengujian Rangkaian Sensor Level Alat Dan Bahan Pengujian Data Hasil Pengukuran Pengujian Rangkaian Timer Alat Dan Bahan Pengujian Data Hasil Pengukuran Pengujian Sistem Keseluruhan Analisa BAB V PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 62

10 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A RINCIAN RANGKAIAN LAMPIRAN B RANGKAIAN KESELURUHAN LAMPIRAN C RINCIAN PROGRAM LAMPIRAN D DATASHEET... 82

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Diagram Blok Sistem Pengendalian Loop Terbuka... 8 Gambar 2.2. Diagram Blok Sistem Kontrol Tertutup... 8 Gambar 2.3. Konfigurasi kaki mikrokontroler AT-Mega Gambar 2.4. Diagram Blok ADC pada Mikrokontroler AT-Mega Gambar 2.5. Tampilan dan Konfigurasi Kaki LCD 16x Gambar 2.6. Bagian-Bagian dari Relay Gambar 2.7. Tampilan Kran Elektrik Gambar 2.8. Struktur Fungsi Solenoid valve Gambar 2.9. Struktur Fungsi Pompa Sentrifugal Gambar Fisik dan Simbol Infra Merah Gambar Simbol dan Fisik Photodioda Gambar Konfigurasi Kaki IC LM35DZ Gambar Tangki Penyaring Air Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Gambar 3.3. Diagram Alih Pembacaan Suhu Gambar 3.4. Diagram Alih Kontrol Kran Elektrik Gambar 3.5. Diagram Alih Kontrol Level Air Gambar 3.5. Skematik Rangkaian Sistem Minimum AT-Mega Gambar 3.6. Diagram Alir Program Pengujian Rangkaian Sismin Gambar 3.7. Skematik Driver LCD Gambar 3.8. Tampilan Layar LCD Gambar 3.9. Skematik RangkaianDriver Relay Gambar Skematik Rangkaian Sensor Photodioda dan Infra Merah Gambar Skematik Rangkaian Sensor Suhu LM35DZ... 37

12 Gambar Diagram Alir Program Pembacaan Suhu Gambar Skematik Rangkaian Sensor Level Gambar Skematik Rangkaian Timer Gambar Desain Penyangga Tangki Utama dan Tangki Pemanas Gambar Desain Tangki Utama dan Tangki Pemanas Gambar Desain Mekanik Keseluruhan Gambar Realisasi Tangki Utama dan Tangki Pemanas Gambar Realisasi Penyangga Tangki Utama dan Tangki Pemanas Gambar Pompa-pompa yang Digunakan Memompa Air Gambar Realisasi Keseluruhan Sistem Gambar Diagram Alir Level Air Untuk Pengosongan Tangki Pengaduk Gambar Diagram Alir Pemilihan Kran di Tangki Utama Gambar Diagram Alir Keseluruhan Sistem Gambar 4.1. Tampilan ADC Pada Layar LCD... 56

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.1. Register ADMUX Tabel 2.2 Pemilihan Mode Tegangan Referensi ADC Tabel 2.3. Format Data ADC dengan ADLAR= Tabel 2.4. Format Data ADC dengan ADLAR= Tabel 2.5 Pemilihan Bit Saluran Pembacaan ADC Tabel 2.6. Register ADCSRA Tabel 3.1 Hasil Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal Photodioda Tabel 3.2 Hasil Pengukuran Sensor Level Tabel 3.3 Spesifikasi pompa yang digunakan Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Rangkaian Sismin Tabel 4.2 Nilai Tegangan Keluaran Pada Pengkondisi Sinyal Photodioda Tabel 4.3 Nilai Tegangan Keluaran Pada Rangkaian Sensor Level... 58

14 DAFTAR PUSTAKA Anonim. dikunjungi 15 Januari 2012 Anonim. dikunjungi 1 Mei 2012 Anonim. dikunjungi 23 Maret 2012 Anonim. dikunjungi 2 Mei 2012 ( ) Anonim. 1 Mei 2012 Anonim. Anonim. dikunjungi 8 Maret 2012 \ Anonim. Anonim. Anonim. 27 Maret 2012 Decyana, Mayang (2011). Detektor Kualitas Air Berdasarkan Perubahan Resistansi, POLBAN, Bandung. Santoso, Teguh (2011). Daur Ulang Air Bekas Wudhu Dengan Proses Fisika Dan Kimia, POLBAN, Bandung.

15 RIWAYAT HIDUP ARDYA MERZY FANTOGA HADI DATA PRIBADI Nama Ardya Merzy Fantoga Hadi Jenis Kelamin Pria Tinggi 175 cm Berat Badan 73 kg Status Belum Menikah Tempat dan Tanggal Lahir Ponorogo, 23 Maret 1990 Agama Islam Kewarganegaraan Indonesia Jalan Yuwono No. 15 Ds/Kec. Balong, Kab. Alamat Ponorogo, Jawa Timur PENDIDIKAN FORMAL Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung Sekolah Menengah Atas ( ) SMAN 1 Ponorogo Sekolah Menengah Pertama ( SMPN 1 Ponorogo 2006) Sekolah Dasar ( ) SDN Balong 1 PENGALAMAN ORGANISASI Sekarang HME (Himpunan Mahasiswa Elektronika) Ketua Divisi Olahraga HME Sekarang Futsal HME Sekarang Divisi Olahraga HME Sekarang FKHMEB (Forum Komunikasi Himpunan

16 Mahasiswa Elektro se-bandung) Ketua OSIS SMA N 1 Ponorogo PMR SMA N 1 Ponorogo