APLIKASI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENGONTROL POLARITAS TERMOELEKTRIK DAN TEMPERATUR KABIN DRY BOX Application of ATMega16 Microcontroller As A Controller of The Thermoelectric Polarity And Cabinet Dry Box Temperature Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung Oleh: Hendriyono NIM: 091611038 \ JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
ABSTRACT Automatic control systems currently are needed to facilitate a process that requires effective and efficient control. System controller or control system that is widely used is the on-off control system. This final project explains the application of on-off control systems on the camera storage device (Dry Box Cabinet) as the controlling temperature and humidity display by using a microcontroller as a system controller. Temperature settings made at the time of the initial conditions of the control system is operated. Microcontroller is used to control the thermoelectric to heat and cool the air temperature in the Dry Box Cabinet. The design of the control device consists of a minimum system ATMega 16, SHT11 sensor (humidity and temperature), relay and power supply circuits. The power supply voltage serves to provide input on the control system. While the minimum system microcontroller ATMega 16 serves as a central controller with input from the humidity and temperature sensor SHT11. For comparison, the temperature and humidity readings on SHT11 sensor, digital hygrometers are used indoors. From the test results, known that the display system temperature and humidity control is working well. Key words: temperature and humidity, microcontroller ATMega 16, SHT11 sensor, relay. ii
ABSTRAK Sistem pengendali otomatis saat ini banyak diperlukan untuk memudahkan suatu proses yang membutuhkan pengendalian secara efektif dan efisien. Sistem pengendali atau sistem kontrol yang banyak digunakan adalah sistem pengendali on-off. Tugas akhir ini membahas tentang aplikasi sistem pengendali on-off pada alat penyimpan lensa kamera ( Dry Box Cabinet ) sebagai pengendali temperatur dan display kelembaban dengan menggunakan mikrokontroler sebagai sistem penendalinya. Pengaturan temperatur dilakukan pada saat kondisi awal sistem kontrol dioperasikan. Mikrokontroler digunakan untuk mengendalikan termoelektrik yang berfungsi untuk memanaskan dan mendinginkan temperatur udara di dalam Dry Box Cabinet. Desain dari alat pengendali ini terdiri dari sistem minimum ATMega 16, sensor SHT11 (kelembaban dan temperatur), relay, dan rangkaian power suplai. Power suplai berfungsi untuk memberikan tegangan input pada sistem kontrol tersebut. Sedangkan sistem minimum mikrokontroler ATMega 16 berfungsi sebagai pusat pengendali dengan input dari sensor kelembaban dan temperatur SHT11. Sebagai pembanding pembacaan temperatur dan kelembaban pada sensor SHT11, digunakan Hygrometer digital didalam ruangan. Dari hasil pengujian, diketahui sistem pengendali temperatur dan display kelembaban ini bekerja dengan baik. Kata kunci: temperatur dan kelembaban, mikrokontroler ATMega 16, sensor SHT11, relay. i
KATA PENGANTAR Puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan Rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini 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. Tidak lupa, 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. Ade Suryatman Margana, ST, M. Eng., selaku ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara yang sedia memberikan ijin untuk melakukan Tugas Akhir ini. 3. Apip Badarudin, ST., MT., selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan kemudahan dan dukungan dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai terciptanya laporan tugas akhir ini. 4. Ir. Arda Rahardja Lukitobudi, M. Eng., 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 yang sangat bermanfaat sebagai bekal penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 6. Pak Prayogo, Pak Dani, dll selaku teknisi di Lab. Refrigerasi dan Tata Udara yang turut membantu dalam proses pengerjaan tugas akhir ini. iii
7. Teman-teman kelompok tugas akhir, Primadi Ananto, Risma Anisa dan M. Sani Rachmada yang selama 6 bulan bersama dalam mendalami ilmu dan pengalaman. 8. Teman-teman Refrigerasi tahun angkatan 2009 khususnya kelas 3-B yang telah besama-sama menyelesaikan Tugas Akhir, semoga kompak dan sukses selalu. 9. 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 iv
DAFTAR ISI Hal LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI...v DAFTAR GAMBAR...vii DAFTAR TABEL...viii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 2 1.3 Batasan Masalah...2 1.4 Metode Penelitian...3 1.5 Sistematika Penulisan...3 BAB II LANDASAN TEORI... 4 2.1 Mikrokontroler... 4 2.2 Mikrokontroler ATMega16... 4 2.2.1 Spesifikasi Mikrokontroler ATMega16... 4 2.2.2 Konfigurasi Pena (Pin) ATMega16... 5 2.3 SHT 11... 6 2.4 Liquid Crystal Display ( LCD )... 8 2.5 Relay... 9 2.6 Pemrograman C... 11 2.7 Termoelektrik (TEC)... 12 2.7.1 Sejarah Perkembangan Termoelektrik (TEC)... 12 2.7.2 Prinsip Kerja Termoelektrik (TEC)...13 2.7.3 Sistem Pendingin Termoelektrik... 15 BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI... 17 3.1 Tujuan Perancangan Sistem... 17 3.2 Skematik Alat... 18 3.3 Tahap-tahap Perancangan... 20 3.4 Perancangan Hardware (Perangkat Keras)...18 3.5 Hardware Mikrokontroler... 21 3.6 Power Supply (Catu Daya)... 22 3.7 Perancangan LCD... 22 3.8 Perancangan Sensor SHT11... 24 3.9 Push Button... 24 3.10 Perancangan Relay... 25 3.11 Perancangan Perangkat Lunak... 27 v
3.12 Pemrograman Kontrol... 28 BAB IV PENGUJIAN ANALISA DATA... 29 4.1 Pengujian Hardware (Perangkat Keras)... 29 4.1.1 Pengujian Sensor SHT11... 29 4.1.2 Kesesuaian Kerja Sistem... 32 4.1.3 Pengujian Relay... 35 BAB V PENUTUP...38 5.1 Kesimpulan... 38 5.2 Saran... 38 DAFTAR PUSTAKA... 39 LAMPIRAN...40 vi
DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATMega16... 6 Gambar 2.2 Sistem Sensor Kelembaban dan Temperatur...7 Gambar 2.3 Konfigurasi Pin LCD 20x2... 8 Gambar 2.4 Relay...9 Gambar 2.5 Skematik Tipe-Tipe Relay... 10 Gambar 2.6 Susunan Elemen Peltier... 14 Gambar 2.7 Termoelektrik Sisi Dingin... 14 Gambar 2.8 Termoelektrik Sisi Panas... 14 Gambar 2.9 Susunan Dasar Sistem Termoelektrik... 15 Gambar 2.10 Jenis Susunan Sistem Termoelektrik...10 Gambar 3.1 Skematik Rangkaian Alat...17 Gambar 3.2 Flow chart Perancangan Alat... 19 Gambar 3.3 Konfigurasi ATMega16 yang Digunakan... 21 Gambar 3.4 Power Suplly 12 Volt DC... 22 Gambar 3.5 Rangkaian LCD... 23 Gambar 3.6 Rangkaian Sensor SHT11... 24 Gambar 3.7 Rangkaian Push Button... 25 Gambar 3.8 Rangkaian Relay... 26 Gambar 3.9 Diagram Alir (Flow Chart) Bagian Utama... 27 Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Kelembaban SHT11 dengan Hygrometer... 30 Gambar 4.2 Grafik Maksimal Toleransi RH SHT11 [Datasheet RH]...31 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Kelembaban SHT11... 31 Gambar 4.4 Grafik Maksimal Toleransi Temperatur SHT11... 32 Gambar 4.5 Pengujian Relay Saat Mode Cooling... 36 Gambar 4.6 Pengujian Relay Saat Mode Heating... 36. vii
DAFTAR TABEL Hal Tabel 3.1 Pemilihan Hardware... 20 Tabel 4.1 Data Pengujian Sensor SHT11 dengan Objek Temperatur Dry Box... 29 Tabel 4.2 Data Proses Cooling...33 Tabel 4.3 Data Proses Heating... 34 Tabel 4.4 Kesesuaian Operasi Termoelektrik Berdasarkan Set Point Temperatur.. 35 viii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Data Pribadi Nama Lengkap Hendriyono Alamat Desa Jatimulya, Dusun Puhun, RT/RW : 05/03, Kec. Cidau, Kab. Kuningan, 45595 Kontak Handphone : 081395626937 E-mail : hendriyono13@gmail.com Informasi terinci Tempat tanggal lahir : Cirebon, 13 Juli 1990 Jenis Kelamin : Laki-laki Tinggi/berat badan : 168 Cm / 55 Kg Agama : Islam Status : Mahasiswa PENDIDIKAN Tahun Institusi 2006 2009 SMA Negeri 1 Ciawigebang 2003 2006 SMP Negeri 1 Cidahu 1997 2003 SD Negeri Jatimulya 2 Program Diploma III Institusi : Teknik Refrigeration dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung Tahun : 2009 2012 Tugas akhir : Aplikasi Mikrokontroler ATMega16 Sebagai Pengontrol Polaritas Termoelektrik dan Temperatur Kabin Dry Box