BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Perkembangan IPTEK (Ilmu Pengetahuan dan Teknologi) telah banyak membantu dalam meningkatkan kualitas dan kesejahteraan hidup manusia di dunia. Dengan perkembangan IPTEK yang semakin pesat, kebutuhan akan produk-produk berteknologi canggih pun semakin banyak dibutuhkan seiring dengan meningkatnya taraf hidup manusia. Baik itu di perkantoran, pabrik-pabrik, industri-industri maupun di rumah-rumah penduduk. Salah satu yang memegang peranan penting dalam perkembangan IPTEK ini adalah kontrol otomatik. Kontrol otomatik pada umumnya sangat diperlukan dalam bidang industri. Disamping dibutuhkan pada pesawat ruang angkasa, peluru kendali, sistem pengemudian pesawat, dsb. kontrol otomatik juga telah menjadi bagian penting dan terpadu dari proses-proses dalam pabrik dan industri modern, contohnya untuk mengontrol tekanan, temperature, kelembaban, viskositas, dan aliran dalam industri proses; pengerjaan dengan mesin perkakas, penanganan, dan perakitan bagian-bagian mekanik dalam industri manufaktur [1]. Selain itu kontrol otomatik pun kini telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, seperti halnya yang kita kenal dengan sebutan smart home yang juga banyak digunakan dalam sarana-sarana umum seperti halnya kantor perusahaan, hotel, dll. Dengan kemajuan teori dan praktek, kontrol otomatik dapat memberikan kemudahan dalam memperoleh performasi dari sistem fisik, mempertinggi Tugas Akhir 10203067 1
kualitas dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi laju produksi, dan dapat meniadakan pekerjaan-pekerjaan rutin yang biasanya harus dilakukan oleh manusia[1]. Pengontrolan daya listrik secara otomatik merupakan salah satu contoh penerapan kontrol otomatik yang cukup sederhana karena dalam pengontrolannya dapat hanya dengan menggunakan kontrol on-off, kontrol yang memiliki dua keadaan high atau low. Pada sistem kontrol daya listrik yang telah dirancang, penggunaan daya listrik dikontrol secara otomatik untuk menghindari terjadinya jatuh tegangan. Sistem akan memonitor penggunaan arus, yang berbanding lurus dengan daya, pada plant (rangkaian lampu) dan membandingkannya dengan daya maksimum yang diset oleh pengguna. Untuk menjalankan semua proses tersebut diperlukan suatu pengontrol. Salah satu jenis pengontrol yang banyak digunakan saat ini adalah mikrokontroler. Dalam makalah tugas akhir ini penulis akan membahas mengenai perancangan, analisis dan pengujian sistem kontrol daya listrik yang berbasiskan mikrokontroler PIC18F4520. 1.2 Rumusan Masalah Sehubungan dengan latar belakang masalah diatas, timbul beberapa permasalahan sebagai berikut: a. Bagaimanakah teknik-teknik yang tepat dalam menyusun suatu sistem kontrol yang baik? b. Bagaimana cara mengontrol daya listrik secara otomatik dengan menggunakan mikrokontroler PIC18F4520? Tugas Akhir 10203067 2
c. Bagaimana cara mengimplementasikan algoritma aksi kontrol kedalam mikrokontroler sebagai pengontrol utama sistem yang dibuat? 1.3 Ruang Lingkup Untuk menjawab persoalan yang ada pada rumusan masalah diatas, perlu dikaji beberapa hal sebagai berikut: a. Mendesain sistem kontrol yang akan digunakan b. Mendesain rangkaian elektronik dari sistem kontrol yang akan dibuat c. Analisis percobaan pada rangkaian elektronik yang dibuat 1.4 Tujuan Penulisan Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan makalah tugas akhir ini adalah: a. Mengetahui dan memahami mekanisme perancangan sistem kontrol daya listrik beserta aplikasinya. b. Menemukan teknik yang tepat dalam pengontrolan daya listrik secara otomatik 1.5 Anggapan Dasar/Postulat Anggapan dasar yang dijadikan landasan dalam penulisan ini adalah: a. Sistem kontrol yang dipakai dalam penulisan makalah tugas akhir ini adalah sistem kontrol dengan lup tertutup, membandingkan keluaran dengan masukan atau disebut juga dengan sistem kontrol berumpan balik b. Arus berbanding lurus dengan daya dan arus (I) merupakan besaran elektrik karenanya dalam pengontrolan daya listrik digunakan sensor arus. Tugas Akhir 10203067 3
c. Penggunaan mikrokontroler PIC18F4520 dalam pembuatan sistem kontrol otomatik pada penggunaan daya listrik adalah sebagai pengontrol. 1.6 Hipotesis Hipotesis dalam penulisan ini adalah: a. Sistem kontrol yang memiliki dua keadaan dapat menggunakan kontrol on-off. b. Pengontrolan daya listrik dapat dilakukan dengan mengetahui besarnya arus listrik yang digunakan, karena berdasarkan perumusan daya sama dengan tegangan dikalikan arus (P = V x I) maka besarnya nilai arus berbanding lurus dengan daya (P~I). c. Penggunaan mikrokontroler PIC18F4520 dalam sistem kontrol daya listrik adalah sebagai pengontrol. 1.7 Cara Memperoleh Data Data yang diperoleh dalam menyusun makalah tugas akhir ini secara garis besar diambil dari literatur-literatur yang membahas tentang sistem kontrol dan sensor efek Hall, baik itu studi pustaka maupun internet, selain itu penulis memperoleh data dengan cara berkonsultasi dengan orang yang berkompeten. 1.8 Metode Penelitian Metode penelitian yang penulis gunakan untuk menunjang penulisan makalah tugas akhir ini adalah dengan menentuan spesifikasi serta perancangan sistem yang akan dibuat, menganalisis tiap bagian rangkaian elektronik, pengujian Tugas Akhir 10203067 4
terhadap sistem yang telah dibuat, dan pelaporan hasil penelitian melalui analitis deskriptif, statistik dan matematis 1.9 Sistematika Penulisan Tulisan makalah tugas akhir ini terbagi menjadi enam bab. Bab pertama merupakan bab pendahuluan yang terdiri dari latar belakang masalah, rumusan masalah, ruang lingkup kajian, tujuan penulisan, anggapan dasar/postulat, hipotesis, cara memperolah data, metoda penelitian, dan sistematika penyajian. Bab kedua merupakan bab landasan teori yang memuat gambaran umum tentang sistem kontrol, mikrkontroler PIC18F4520, sensor arus, dan triac. Bab tiga membahas mengenai desain dan pengembangan sistem dari segi hardware maupun software. Bab empat membahas mengenai analisis rangkaian elektronik yang memuat rangkaian pengontrol, rangkaian sistem sensor, rangkaian aktuator, rangkaian tampilan LCD, rangkaian keypad, dan rangkaian komunikasi serial. Sedangkan bab lima merupakan bab pengujian sistem kontrol daya listrik yang telah dibuat, analisis hasil yang diperoleh disajikan pada bab ini. Dan terakhir, bab enam merupakan bab simpulan dari hasil pembahasan dan saran-saran. Tugas Akhir 10203067 5