tugas akhir sistem monitoring pada alat pengisian

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
TUGAS AKHIR
SISTEM MONITORING PADA ALAT PENGISIAN BATERAI
OTOMATIS
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh :
ALBERTUS BORI
NIM : 145114019
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
FINAL PROJECT
MONITORING SYSTEM ON AUTOMATIC BATTERY CHARGING
DEVICE
In a partial fulfilment of the requirements
For the degree of Sarjana Teknik
Department of Electrical Engineering
Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University
ALBERTUS BORI
NIM :145114019
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2017
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
MOTTO :
YAKINLAH DAN BERUSAHA, KARENA DIDALAM KEYAKINAN YANG
KUAT DISITULAH TERDAPAT JALAN KELUAR DARI BERBAGAI
MACAM MASALAH..
Skripsi ini kupersembahkan untuk…..
Yesus Kristus Juru Slamat & Pembimbingku yang Setia
Mama Tercinta ,Niko ,Nadia
Papa yang sudah membiayai saat kuliah
Buat WR community kalian A1
Sahabat dan Teman-teman Seperjuangan
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
Alat pengisian baterai atau biasa disebut charger oleh orang awam, merupakan
sebuah alat yang memiliki fungsi untuk mengisi tegangan. Pada perkembangannya saat ini
alat pengisian baterai sudah semakin canggih, yaitu dengan adanya fitur protection. Fitur
protection merupakan sebuah fitur pengaman yang digunakan untuk memotong arus secara
otomatis yang menuju ke baterai apabila proses pengisian sudah mencapai maksimal. Hal
ini dapat memperpanjang umur dari baterai yang di charge dan meminimalkan resiko
meledak dari baterai yang dikarenakan overcharge.
Prinsip kerja alat ini yaitu memonitoring proses pengisian baterai dengan tegangan
maksimal baterai 7,4 V dan arus sebesar 1A yang di charge pada sebuah charger yang
memiliki fitur protection atau fitur cut off. Tegangan dan arus yang masuk ke charger di
monitoring dalam sebuah GUI (graphical unit interface) pada program visual basic 6.0 dan
hasil data dari pengukuran tegangan dan arus disimpan pada sebuah database dengan jeda
waktu penyimpanan tertentu. Untuk jeda waktu penyimpanan dapat disetting dalam satuan
detik.
Hasil dari penelitian ini adalah sistem mampu membaca tegangan pada charger
baterai tipe Li-ion dengan tegangan 4,10V dan arus pada charger sebesar 0,88A. Pada
pengukuran range tegangan yaitu 3,44V dan 4,10V. Pada pengukuran arus, arus yang
terukur memiliki range dari 0,0A sampai 0,88A dengan sensitivitas 0,07A. Data hasil
pembacaan tegangan dan arus dapat disimpan pada sebuah database.
Kata kunci : charger, otomatis, monitoring, database.
viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
Charging tool batteries or chargers commonly referred to by the layman, is a tool that
has a function to charge voltage. At the current development tools are increasingly
sophisticated charging, namely the presence of protection features. Feature protection is a
safety feature that is used to cut off the flow automatically leading to the battery when the
charging process has reached a maximum. This can extend the life of the battery in charge
and minimize the risk of explosion of the battery due to overcharge.
The working principle of this tool is monitoring the battery charging process with
maximum battery voltage of 7.4 V and a current of 1A is in charge on a charger that has a
protection feature or features cut off. The voltage and current into the charger in
monitoring in a GUI (graphical unit interface) in Visual Basic 6.0 program and the results
of data from voltage and current measurements are stored in a database with a certain time
lag deposit. To pause the storage time can be set in seconds.
Results from this study is the system able to read the voltage on the battery charger
type Li-ion battery with 4.10V voltage and current on the charger at 0.88A. On the
measurement of the voltage range is 3.44V and 4.10V. In the current measurements, the
measured current has a range of 0.0A to 0.88A to 0.07A sensitivity. Data voltage and
current readings can be stored on a database.
Keyword : Chargers, automatic, monitoring, database.
ix
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR ISI
Halaman Sampul(Bahasa Indonesia) .........................................................................
i
Halaman Sampul(Bahasa Inggris) .............................................................................
ii
Lembar Persetujuan ...................................................................................................
iii
Lembar Pengesahan ...................................................................................................
iv
Halaman Persembahan ..............................................................................................
v
Lembar Pernyataan Keaslian Karya ..........................................................................
vi
Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ..........................................
vii
Intisari ........................................................................................................................
viii
Abstract ......................................................................................................................
ix
Kata Pengantar ...........................................................................................................
x
Daftar Isi ....................................................................................................................
xi
Daftar Gambar ...........................................................................................................
xiv
Daftar Tabel ...............................................................................................................
xvii
BAB I: PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .....................................................................................................
1
1.2 Tujuan dan Manfaat ............................................................................................
2
1.3 Batasan Masalah .................................................................................................
2
1.4 Metodologi Penelitian .........................................................................................
3
BAB II: DASAR TEORI
2.1 Mikrokontroler AVR ...........................................................................................
4
2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega 8535 ..............................................
4
2.1.2 Port Input/Output ..............................................................................................
6
2.1.3 Komunikasi Serial USART ..............................................................................
7
2.1.4 Analog Digital Converter .................................................................................
9
2.2 LCD (Liquid Cell Display) ..................................................................................
10
2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................................
13
2.4 Modul Sensor Arus ..............................................................................................
13
2.5 IC MAX232 .........................................................................................................
14
2.6 Visual Basic .........................................................................................................
16
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III: RANCANGAN PENELITIAN
3.1 Proses Kerja Alat .................................................................................................
16
3.2 Perancangan Perangkat Keras .............................................................................
17
3.2.1 Perancangan Minimum Sistem ATMega 8535 ................................................
17
3.2.2 Rangkaian Modul Sensor Arus .........................................................................
19
3.2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan .........................................................................
19
3.2.4 Rangkaian RS232 .............................................................................................
20
3.3 Perancangan Perangkat Lunak.............................................................................
20
3.3.1 Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler ................................................
21
3.3.1.1 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman ....................................................
22
3.3.1.2 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus ...................................................
23
3.3.1.3 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan ......................................................
24
3.3.2 Format Paket Data ............................................................................................
24
3.3.3. Perancangan Perangkat Lunak Visual Basic ...................................................
25
3.3.3.1 Subrutin Waktu Pengiriman Pengiriman Pada Visual Basic .........................
26
3.3.3.2 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Arus...........................................
27
3.3.3.3 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Tegangan...................................
28
3.4 Perancangan Desain Interface Visual Basic ........................................................
29
3.5 Perancangan Desain Alat .....................................................................................
29
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Bentuk Fisik Alat .................................................................................................
31
4.2 Cara Pengoperasian Alat .....................................................................................
32
4.3 Cara Kerja Sistem ................................................................................................
33
4.3.1 Minimum Sistem Mikrokontroler .....................................................................
33
4.3.2 Sensor Tegangan dan Arus ...............................................................................
34
4.3.3 Komunikasi Serial ............................................................................................
36
4.3.4 Interface Visual Basic .......................................................................................
36
4.4 Pengujian dan Analisis ........................................................................................
38
4.4.1 Pengujian Rangkaian Pembagi Tegangan ........................................................
43
4.4.2 Pengujian Modul Sensor Arus ..........................................................................
44
4.4.1 Pengujian Rangkaian Komunikasi Serial ........................................................
45
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4.4.4 Pengujian Database...........................................................................................
46
4.4.5 Analisis Grafik GUI..........................................................................................
48
BAB V: KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan ..........................................................................................................
50
5.2 Saran ....................................................................................................................
50
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... .............
51
LAMPIRAN
xiii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Blok Diagram Mikrokontroler ATMega 8535 ....................................
5
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535 ...........................................................
6
Gambar 2.3 Blok Diagram USART ........................................................................
8
Gambar 2.4 Rumus Perhitungan UBRR ..................................................................
8
Gambar 2.5 USART data register ...........................................................................
9
Gambar 2.6 Control and status register A .............................................................
9
Gambar 2.7 Control and status register B ..............................................................
9
Gambar 2.8 Control and status register C ..............................................................
9
Gambar 2.9 LCD 16x2 ............................................................................................
10
Gambar 2.10 Kolom dan Baris LCD 16x2 ................................................................
11
Gambar 2.11 Konfigurasi pin LCD 16x2 ..................................................................
11
Gambar 2.12 Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................
13
Gambar 2.13 Modul Sensor Arus ..............................................................................
14
Gambar 2.14 Konfigurasi Pin IC MAX 232..............................................................
15
Gambar 3.1 Konsep Perancangan Alat ....................................................................
16
Gambar 3.2 Minimum Sistem ATMega 8535 .........................................................
17
Gambar 3.3 Rangkaian Osilator ..............................................................................
18
Gambar 3.4 Rangkaian Reset ATMega 8535 ..........................................................
18
Gambar 3.5 Rangkaian Modul Sensor Arus ............................................................
19
Gambar 3.6 Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................
19
Gambar 3.7 Rangkaian RS232 dengan Mikrokontroler ..........................................
20
Gambar 3.8 Diagram Alir pada Mikrokontroler ......................................................
21
Gambar 3.9 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman ..........................................
22
Gambar 3.10 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus .........................................
23
Gambar 3.11 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan ............................................
24
Gambar 3.12 Diagram Alir GUI pada Visual Basic ..................................................
25
Gambar 3.13 Diagram Alir Subrutin Setting Waktu Pada Visual Basic ...................
26
Gambar 3.14 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Arus ................................
27
Gambar 3.15 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Tegangan ........................
28
Gambar 3.16 Interface Visual Basic .........................................................................
29
xiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.17 Desain Alat Tampak Atas ...................................................................
29
Gambar 3.18 Desain Alat Tampak Depan .................................................................
30
Gambar 3.19 Desain Alat Tampak Samping Kanan..................................................
30
Gambar 3.20 Desain Alat Bagian Belakang ..............................................................
30
Gambar 4.1 Bentuk Alat ..........................................................................................
31
Gambar 4.2 Komponen Penyusun Alat ..................................................................
32
Gambar 4.3 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ......................................
34
Gambar 4.4 Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................
34
Gambar 4.5 Modul Sensor Arus ..............................................................................
35
Gambar 4.6 Modul Rangkaian Komunikasi RS232 ................................................
36
Gambar 4.7 Interface Visual BasicI ........................................................................
37
Gambar 4.8 Database Pada GUI ...............................................................................
37
Gambar 4.9 Grafik Pada GUI ....................................................................................
37
Gambar 4.10 Grafik Tegangan Terhadap Waktu .....................................................
39
Gambar 4.11 Grafik Arus Terhadap Waktu .............................................................
40
Gambar 4.12 Tegangan Terukur Pada Multimeter dan GUI ....................................
43
Gambar 4.13 List Program Mikrokontroler .............................................................
44
Gambar 4.14 Arus Terukur Pada Multimeter ...........................................................
44
Gambar 4.15 Pengujian Rangkaian Komunikasi ......................................................
45
Gambar 4.16 COM PORT Pada PC/Laptop .............................................................
46
Gambar 4.17 Pengujian Error Pada COM PORT .....................................................
46
Gambar 4.18 Tampilan Pada Saat Monitoring .........................................................
46
Gambar 4.19 Tampilan Pada Database ....................................................................
47
Gambar 4.20 Error Pada Database ..........................................................................
47
Gambar 4.21 Penjelasan Letak Error Pada Database................................................
48
Gambar 4.22 Error Grafik GUI .................................................................................
48
Gambar 4.23 List Program Skala .............................................................................
48
xv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Konfigurasi PIN LCD 16x2.......................................................................
11
Tabel 3.1 Rancangan Format Database ....................................................................
25
Tabel 4.1 Keterangan Gambar 4.2 .............................................................................
32
Tabel 4.2 Sample Data Pembanding Sensor Tegangan ............................................
35
Tabel 4.3 Sample Data Pembanding Sensor Arus .....................................................
35
Tabel 4.4 Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus ..............................
38
Tabel 4.5 (Lanjutan) Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus ............
39
Tabel 4.6 Hasil Monitoring Tegangan dan Arus .......................................................
42
Tabel 4.7 Data Pembanding Tegangan Pada Multimeter dan Alat ...........................
43
Tabel 4.8 Data Pembanding Arus Pada Multimeter dan Alat ...................................
44
Tabel 4.9 (Lanjutan) Data Pembanding Arus Pada Multimeter dan Alat .................
45
xvi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Energi Listrik merupakan salah satu energi yang banyak digunakan oleh manusia.
Dalam kehidupan sehari-hari energi Listrik mempunyai peranan penting, banyak peralatan
elektronika yang membutuhkan energi Listrik agar dapat berkerja secara semestinya.
Energi Listrik mudah ditransfer ke bentuk energi lainnya, sebagai contoh energi Listrik
menjadi energi cahaya pada lampu bohlam dan energi Listrik menjadi energi panas pada
pemanas (heater).
Pengisian baterai pada pembangkit Listrik energi alternatif dengan metode switching
merupakan sebuah alat yang memanfaatkan teknologi solar cell dan kincir angin sebagai
sumber energi dan diproses dengan menggunakan mikrokontroler yang digunakan untuk
mengisi baterai dengan metode smart switching. Smart switching sendiri merupakan
sebuah sistem yang bekerja memaksimalkan kapasitas penyimpanan energi Listrik pada
baterai. Sistem akan menyimpan energi pada baterai hingga mencapai kapasitas
maksimalnya. Setelah dicapai nilai maksimalnya maka sistem akan beralih ke baterai
selanjutnya. Sistem ini memiliki kelebihan yaitu mampu mengatur proses pengisian dan
pengosongan energi pada baterai. Pada saat proses pengisian baterai sedang berlangsung,
baterai secara otomatis tidak dapat digunakan dikarenakan hal ini dapat memperpendek
umur dari baterai tersebut. Smart switching dikontrol oleh sebuah mikrokontroler dan relay
elektro mekanik, mikrokontroler disini berfungsi sebagai otak dari alat tersebut dengan
menggunakan bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya dan relay berfungsi sebagai
aktuator atau keluaran, kombinasi dari mikrokontroler dan relay inilah yang kemudian
dinamakan smart switching [1]. Namun alat ini masih dapat dikembangkan lagi menuju
tingkat selanjutnya, dengan menambahkan fitur monitoring. Dengan ditambahnya fitur
tersebut diharapkan sistem ini dapat dimonitor melalui PC atau laptop sehingga dalam
pengumpulan data dapat menjadi lebih mudah. Kelebihan dipengembangan alat ini peneliti
dapat melakukan monitoring alat secara real time melalui laptop atau PC dengan
menggunakan mikrokontroler sebagai sistem komunikasi antara mikrokontroler dengan PC
atau laptop.
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Untuk memonitor alat pengisian baterai otomatis pada sistem pembangkit Listrik
alternatif digunakan mikrokontroler dan bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.
Mikrokontroler disini berfungsi sebagai sarana komunikasi antara alat pengisian baterai
dengan PC atau laptop. Dengan menggunakan port serial dari PC atau laptop yang nantinya
akan dihubungkan ke alat monitoring dan masukan dari alat monitoring didapat dari
keluaran yaitu berupa tegangan dan arus dari alat pengisian baterai. Pada dasarnya
pengembangan alat pengisian baterai otomatis pada sistem pembangkit Listrik alternatif
dibuat untuk mempermudah peneliti jika ingin mengembangkan alat tersebut dengan
dibantu adanya data pembacaan tegangan dan arus dari alat ini yang real time dan terdapat
grafik berdasarkan data yang ada, sehingga dapat diketahui juga performa dan kondisi alat
tersebut masih layak pakai atau tidak serta dapat membantu dalam maintenance atau
perbaikan.
1.2. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini
adalah menghasilkan sistem monitoring pada alat
pengisian baterai otomatis pada sistem pembangkit Listrik alternatif.
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Mempermudah peneliti untuk mengembangkan alat pengisian baterai otomatis pada
sistem pembangkit Listrik alternatif.
2. Sebagai acuan pemakai ataupun peneliti untuk mengatahui performa alat pengisian
baterai otomatis.
3. Sebagai refrensi mahasiswa dalam mempelajari sistem komunikasi serial dengan
menggunakan mikrokontroler.
1.3. Batasan Masalah
Penelitian akan dibatasi pada sistem monitoring alat pengisian baterai otomatis
pada sistem pembangkit Listrik alternatif. Spesifikasi alat yang digunakan :
1. Mikrokontroler AVR Atmega 8535 dengan memanfaatkan fitur USART dan ADC.
2. Menggunakan Visual Basic 6.0 sebagai interface .
3. Baterai Li-Po 1800mAh dengan tegangan 7,4 Volt.
4. Modul Sensor Arus ACS712-30A.
5. Pada GUI terdapat tampilan data berupa tegangan dan arus serta grafik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.4.
Metodologi Penelitian
1.
Studi Pustaka
Tahap pertama dari penelitian ini dimulai dari mencari sumber materi dan
refrensi (jurnal tugas akhir) yang berkaitan dengan alat yang akan dibuat.
2.
Perancangan alat dan pembuatan alat
Tahap kedua dari penelitian ini yaitu dimulai dengan merancang alat yang
disesuaikan dengan spesifikasi yang diinginkan. Pada saat proses perancangan ini
bertujuan agar didapatkan rancangan yang sesuai, optimal, dan efisien. Dalam
perancangan alat ini perlu diketahui cara kerja dari alat ini yaitu pembacaan data
berupa tegangan dan arus dari keluaran alat pengisian baterai otomatis. Setelah
pembacaan data dari alat, data dikirim ke PC atau laptop melalui mikrokontroler
Atmega 8535 dan untuk pembuatan grafik menggunakan Visual Basic 6.0.
3.
Pengambilan Data
Tahap ketiga yaitu pengambilan data dari alat yang sudah dibuat. Data yang
diambil berdasarkan hasil pembacaan dari keluaran alat. Data berupa tabel yang
berisi nilai tegangan dan arus. Untuk mengatahui alat ini berjalan dengan baik atau
tidak maka dilakukan proses pembandingan dengan alat ukur yang sudah ada.
4.
Pembuatan Analisa dan Kesimpulan
Tahap terakhir dari penelitian ini adalah pembuatan analisa dan kesimpulan
dari alat yang telah dibuat. Analisa bertujuan untuk melihat lebih seksama dan
mendetail apakah alat ini sudah berjalan sesuai dengan perancangan atau belum.
Dengan adanya kesimpulan diharapkan pembaca dapat mengembangkan alat ini
menjadi lebih baik lagi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
2.1
Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler AVR merupakan suatu alat elektronika yang mempunyai
kemampuan untuk mengendalikan suatu masukan dan keluaran sebuah alat elektronika
dengan menggunakan Program. ATMEL sebuah perusahaan manufaktur dalam bidang
mikrokontroler mengeluarkan dua jenis mikrokontroler yaitu MCS dan AVR. AVR (Alf
and Vegard’s Risc Processor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit yang berbasis
RISC (Reduced Instruction Set Computer). Mikrokontroler dibagi menjadi empat kelas
yaitu ATTiny, AT90Sxx, ATMega dan AT86RFxx [2].
2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega 8535
Mikrokontroler AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan
memori Program yang terpisah. ATMega8535 memiliki memori flash 8KB, SRAM
sebesar 512 byte dan EEPROM sebesar 512 byte. Semua instruksi yang ada didalam
mikrokontroler ini dikerjakan dalam satu siklus clock dan memiliki 32 register general
purpose, analog to digital (ADC), timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupsi
internal dan external, serial USART, Programmable Watchdog Timer, dan power saving
mode.
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki arsitektur sebagai berikut [2]:
1. Delapan bit AVR berbasis RISC dengan konsumsi daya rendah.
2. Port I/O sebanyak 32; Port A, Port B, Port C dan Port D.
3. Memiliki memori 8KB dengan 10.000 siklus pemrograman, EEPROM sebesar 512
byte dan SRAM sebesar 512 byte.
4. Tiga buah timer/counter dengan 2buah timer 8 bit dan 1 buah timer 16 bit.
5. Empat Chanel PWM.
6. Real time kontroler yang terpisah dengan osilator.
7. Delapan kanal analog dengan ADC 10 bit (Port A).
8. Port USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter).
9. Port SPI (Serial Pheripheral Interface).
4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
10. Komparator analog.
11. Watchdog Timer dengan osilator internal.
Gambar 2.1. Blok diagram mikrokontroler ATMega 8535
Pada mikrokontroler ATMega8535 terkonfigurasi dengan total 40 Pada DIP (Dual Inline Package). Agar performa AVR optimal maka digunakan struktur Harvard, yaitu
terpisahnya antara memori dan bus terpisah untuk Program dan data. Ketika sebuah
intruksi sedang dikerjakan maka instruksi berikutnya diambil dari memori Program.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Gambar 2.2 Konfigurasi Pada ATMega8535
Data yang dipakai dalam mikrokontroler ATMega8535 dipresentasikan dalam sistem
bilangan biner, decimal, heksadesimal. Data yang terdapat pada mikrokontroler dapat
diolah dalam operasi arimatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian)
maupun dengan operasi logika (AND, OR, dan ExOR). AVR ATMega8535 memiliki tiga
buah timer, yaitu [3]:
1. Timer/Counter 0 (8bit).
2. Timer/Counter 1 (16bit).
3. Timer/Counter 2 (8bit).
Kapabilitas AVR ATMega 8535 adalah sebagai berikut:
1. Sistem Mikroprosesor 8bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimum 16MHz
2. Kapabilitas memori flash 8kb, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM sebesar 512
byte.
3. ADC internal sebanyak 8 channels.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps [3].
2.1.2 Port Input/Output
Port I/O (input /output) pada mikrokontroler ATMega8535 dapat digunakan
sebagai masukan ataupun keluaran dengan nilai high atau low. Untuk mengatur fungsi port
I/O sebagai input ataupun output diperlukan proses setting pada DDR dan Port [2].
Output High saat DDR bit = 1 dan port bit = 1, sedangkan Output Low saat DDR
bit = 0 dan port bit = 0. Input pull-up saat DDR bit = 0 dan port bit = 1, input floating saat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
DDR bit = 0 dan port bit = 0. Pull-up berarti saat tidak ada tegangan dari luar Pada, output
akan berkondisi high. Floating berarti output bisa mengalami kondisi logika high ataupun
low[2].
Port I/O yang berfungsi sebagai output hanya mampu memberikan arus sourcing
sebesar 20mA sehingga untuk menggerakan atau mengoperasikan suatu motor dan aktuator
lainnya diperlukan penguat tambahan atau dapat juga dengan konfigurasi port sebagai
sinking current, seperti pada port yang digunakan untuk menyalakan LED, yang akan
menyala apabila diberi logika low dan akan padam jika pada saat logika high.
2.1.3 Komunikasi
Serial
USART
(Universal
Synchronus
and
Asynchronus serial Receiver and Transmitter)
Universal Synchronus and Asynchronus serial Receiver and Transmitter (USART)
merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMega8535. USART
merupakan sistem komunikasi yang memiliki fleksibilitas yang tinggi dapat digunakan
untuk melakukan transfer data baik antara mikrokontroler maupun dengan modul eksternal
termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik
secara syncrhonus maupun asynchronus, hal ini menyebabkan USART kompatibel dengan
UART. Pada ATMega8535 pengaturan mode komunikasi antara synchronus maupun
asynchronus adalah sama. Perbedaannya terletak hanya pada sumber clock. Pada mode
synchronus masing-masing peripheral punya sumber clock sendiri sedangkan asynchronus
hanya memiliki satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Mode
asynchronus secara hardware memerlukan 2 Pada yaitu Pada TXD dan RXD sedangkan
untuk mode synchronus membutuhkan 3 Pada yaitu Pada RXD, TXD dan SCK.
Dalam proses inisialisasi ada beberapa buah register yang perlu ditentukan nilainya
antara lain [3]:
1. UBBR (USART Baud Rate Register).
2. UCSRA (USART Control and Status Register A).
3. UCSRB (USART Control and Status Register B).
4. UCSRC (USART Control and Status Register C).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Gambar 2.3 Blok diagaram USART
UBBR merupakan register 16 bit yang berfungsi melakukan penentuan kecepatan
transmisi data yang akan digunakan. Terdiri dari dua jenis yaitu UBBRH dan UBBRL.
UBBRH menyimpan 4 bit tertinggi data setting baud rate dan UBBRL menyimpan 8 bit
sisanya. Untuk menghitung UBBRH dan UBBRL dapat menggunakan rumus. U2X
merupakan bit pada register UCSRA.
Gambar 2.4 Rumus perhitungan UBRR [5]
Untuk penyimpanan data baik yang dikirim maupun yang diterima dalam
komunikasi USART, register yang digunakan adalah USART Data Register (UDR).
Meskipun register UDR hanya menempati satu lokasi memori yaitu 0x0C (0x2C) tetapi
sebenarnya register UDR mempunyai 2 register I/O yaitu RXB sebagai buffer untuk
menyimpan data yang diterima dan TXB sebagai buffer untuk menyimpan data yang
dikirim [3].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Buffer kirim TXB hanya dapat ditulis atau diisi jika bit UDRE dalam register
UCSRA bernilai “1”. Jika data telah diisikan ke buffer kirim TXB dan transmitter USART
diaktifkan (TXEN pada register UCSRB bernilai “1”) maka data ini akan dimasukan ke
shift register untuk dikirim secara serial melalui Pada TXD. Bagan UDR bisa dilihat pada
gambar 2.5 [5].
Gambar 2.5 USART data register
UCSRA merupakan register 8 bit yang berperan dalam pengaturan data yang
diterima dan yang dikirim[5].
Gambar 2.6 Control and status register A
UCSRB merupakan register 8 bit pengatur aktivitas penerima dan pengirim
USART [5].
Gambar 2.7 Control and status register B
UCSRC merupakan register 8 bit yang digunakan untuk mengatur mode kecepatan
komunikasi serial yang dilakukan[5].
Gambar 2.8 Control and status register C.
2.1.4 Analog to Digital Converter (ADC)
ADC (Analog to Digital Converter) merupakan suatu perangkat elektronika yang
berfungsi untuk mengubah sinyal analog (sinyal kontinyu) menjadi sinyal digital. Pada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
mikrokontroller ATmega328 (TQFP-32) memiliki fitur 8 channel ADC (Analog to Digital
Converter) dengan resolusi sebesar 10-bit.
Besar nilai dari hasil konversi ADC dapat dilihat pada register (ADCL, ADCH) [1].
Untuk hasil dari konversi nilai ADC 10-bit pada mikrokontroller ATmega328 seperti pada
persmaan 2.1. [1].
(2. 1)
Dimana Vin adalah tegangan masukan pada pin ADC yang dipilih, Vref merupakan
tegangan referensi yang dipilih, sedangakan nilai 1024 merupakan besar nilai dari resolusi
ADC yaitu 10-bit. Besar nilai minimal pembacaan ADC sebesar 0, apabila saat tegangan
masukan sama sebesar 0 volt terhadap ground mikrokontroler. Sedangkan nilai maksimal
dari pembacaan ADC saat besar tegangan masukan sama dengan tegangan Vref.
2.2
LCD 16x2
LCD (Liquid Cell Display) merupakan salah satu komponen elektronika yang
berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter. LCD dibuat dengan teknologi CMOS
logic yang bekerja dengan cara tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya
yang ada disekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.
Jenis LCD yang umum digunakan yaitu LCD karakter dan LCD grafik. LCD
karakter adalah LCD yang hanya bisa menampilkan karakter, khususnya karakter ASCII
seperti pada karakter pada keyboard pada umumnya. LCD Grafik adalah LCD yang tidak
terbatas tampilannya, bahkan dapat menampilkan foto. LCD grafik inilah yang nantinya
berkembang menjadi LCD yang biasanya terdapat pada komputer.
Gambar 2.9 LCD 16x2.
LCD karakter yang beredar dipasaran umumnya dituliskan dalam bilangan matriks
dari jumlah karakter yang dapat dituliskan dalam LCD. Sebagai contoh LCD 16x2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
memiliki jumlah kolom 16 dan jumah baris 2, sehingga jumlah karakter yang dapat
dituliskan berjumlah 32 karakter.
Gambar 2.10 Kolom dan baris LCD 16x2.
Agar LCD dapat beroperasi maka sambungan koneksi LCD ke mikrokontroler
haruslah benar, dengan mengetahui konfigurasi Pada pada modul LCD seperti yang
ditampilkan pada tabel 2.1 dan gambar 2.10 dibawah ini[7]:
Tabel 2.1 Konfigurasi Pada LCD 16x2
Nomor
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Pin
Keterangan
VSS
VDD
Vo
RS
R/W
EN
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
-
GND
5V
Kontras
Register Select
Read/Write
Enable
Data 0
Data 1
Data 2
Data 3
Data 4
Data 5
Data 6
Data 7
-
Gambar 2.11 Konfigurasi Pada LCD 16x2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
LCD 16x2 memiliki mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan
LCD. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan tiga buah memori dan tiga buah register.
Setiap memori dan register yang ada memiliki fungsinya, berikut adalah penjelasannya [7]:
1. DDRAM (Display Data Random Access Memory): merupakan memori tempat
karakter yang akan ditampilkan berada.
2. CGRAM (Character Generator Random Access Memory): merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat
diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
3. CGROM (Character Generator Read Only Memory): merupakan memori untuk
menggambarkan pola sebuah karakter. Penggambaran karakter sudah ditentukan
secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD sehingga user tinggal mengambil
sesuai dengan alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang
ada di GCROM.
4. Register Perintah :
yaitu register
yang berisi perintah-perintah dari
mikrokontroler ke panel LCD pada saat proses penulisan data atau tempat status
dari panel LCD yang dapat dibaca saat instruksi pembacaan data dijalankan
5. Register Data : yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke
DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke
DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.
Selain itu LCD juga terdapat Pada yang digunakan sebagai kontrol atau masukan
data diantaranya adalah [7]:
1. Pada Data (DB0-DB7) : merupakan jalur untuk memberikan data karakter yang
ingin ditampilkan pada LCD. Pada ini dapat dihubungkan dengan bus data dari
rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar 8 bit [2].
2. Pada RS (Register Select) : berfungsi sebagai indikator atau penentu jenis data
yang masuk seperti clear screen dari posisi kursor, sedangkan logika high
menunjukan data text yang akan ditampilkan pada LCD.
3. Pada R/W : berfungsi sebagai instruksi pada modul LCD. Jika berlogika low
maka modul akan menulis data sedangkan jika high maka modul akan membaca
data. Pada aplikasi umum Pada R/W dihubungkan dengan logika low atau
dihubungkan langsung ke Pada GND.
4. Pada EN (Enable) : berfungsi untuk mengaktifkan dan menonaktifkan LCD.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
5. Pada Vo (Contrast) : berfunsi untuk mengatur kecerahan tampilan (kontras)
pada LCD.
2.3
Rangkaian Pembagi Tegangan
Rangkaian pembagi tegangan biasanya digunakan untuk membuat suatu tegangan
referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, titik tegangan referensi pada sensor, untuk
memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias pada komponen aktif.
Rangkaian pembagi tegangan pada dasarnya dapat dibuat dengan 2 buah resistor, contoh
rangkaian dasar pembagi tegangan dengan output VO dari tegangan sumber VI
menggunakan resistor pembagi tegangan R1 dan R2 [4].
Persamaan yang digunakan untuk mencari nilai Vo adalah sebagai berikut:
Berikut ini adalah contoh gambar rangkaian pembagi tegangan:
Gambar 2.12 Rangkaian pembagi tegangan.
2.4
Modul Sensor Arus
Sensor arus adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus Listrik.Sensor arus
ini menggunakan metode Hall Effect Sensor. Hall Effect Sensor merupakan sensor yang
digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall Effect Sensor akan menghasilkan sebuah
tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
tersebut. Pendeteksian perubahan kekuatan medan magnet cukup mudah dan tidak
memerlukan apapun selain sebuah induktor yang berfungsi sebagai sensornya.
Gambar 2.13 Modul Sensor Arus
Modul Sensor Arus ACS 712-30A memiliki spesifikasi sebagai berikut:
1. Sensor dapat mendeteksi arah arus positif atau negatif.
2. Memiliki ketelitian 66mv pada setiap perubahan arus 1A.
3. Membutuhkan suplai tegangan masukan sebesar 5v DC.
4. Keluaran nilai arus sama dengan nol adalah setengah nilai Vcc yaitu 2.5v.
5. Arah arus ditunjukan oleh nilai keluaran sensor. Jika arusnya positif maka keluaran
sensor akan lebih dari 2.5v dan jika arusnya negative maka keluaran sensor akan
kurang dari 2.5v
2.5
IC MAX232
MAX232 merupakan salah satu jenis IC rangkaian antar muka dual RS232 transmitter/
receiver yang memenuhi semua spesifikasi standar EIA-232-E. MAX232 memerluka catu
daya 5V. IC ini berfungsi untuk merubah level tegangan pada COM1 menjadi level
tegangan TTL/CMOS.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Gambar 2.14 Konfigurasi Pada IC MAX 232.
IC MAX232 terdiri dari tiga bagian yaitu charge pump, voltage converter, driver
RS232, dan receiver RS232,berikut adalah penjelasannya :
1. Dual Charge-Pump Voltage Converter : IC MAX232 memiliki dua charge-pump
internal yang berfungsi untuk menkonversi tegangan +5V menjadi ±10V ( tanpa
beban ) untuk operasi driver RS232. Konverter pertama menggunakan kapasitor C1
untuk menggandakan tegangan input +5V menjadi +10V saat C3 berada pada
output V+. Konverter kedua menggunakan kapasitor C2 untuk merubah +10V
menjadi -10V saat C4 berada pada output V-.
2. Driver RS232 : Output ayunan tegangan ( voltage swing ) driver typical adalah
±8V. Nilai ini terjadi saat driver dibebani dengan beban nominal receiver RS232
sebesar 5kΩ atau Vcc = 5V. Input pada driver yang tidak digunakan bisa dibiarkan
tidak terhubung kemana – mana. Hal ini dapat terjadi karena dalam kaki input
driver IC MAX232 terdapat resistor pull-up sebesar 400kΩ yang terhubung ke
Vcc. Resistor pull-up mengakibatkan keluaran driver yang tidak terpakai menjadi
low karena semua output driver diinversikan.
3. Receiver RS232 : EIA mendefinisikan level tegangan lebih dari 3V sebagai logic 0,
berdasarkan hal tersebut semua receiver diinversikan. Input receiver dapat menahan
tegangan input sampai dengan ±25V dan menyiapkan resistor terminasi input
dengan nilai nominal 5k. Nilai input receiver histeresis tipikal adalah 0,5V dengan
nilai minimum 0,2V, dan nilai delay propogasi typicalnya adalah 600ns.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
2.6
Visual Basic
Visual Basic adalah pengembangan dari bahasa komputer BASIC (Beginner’s All-
purpose Symbolic Instruction Code). Bahasa BASIC diciptakan oleh Professor John
Kemeny dan Thomas Eugene Kurtz dari Perguruan Tinggi Dartmouth pada pertengahan
tahun 1960-an. Bahasa Program tersebut tersusun mirip dengan bahasa Inggris yang biasa
digunakan oleh para Programer untuk menulis Program-Program komputer sederhana
yang berfungsi sebagai pembelajaran bagi konsep dasar pemrograman komputer. Visual
Basic menyediakan objek-objek yang sangat kuat, berguna dan sangat mudah untuk
digunakan. Dalam pengembangan aplikasi, Visual Basic menggunakan pendekatan visual
untuk merancang user interface dalam bentuk form, sedangkan untuk pemrogramannya
menggunakan bahasa basic. Visual Basic sendiri telah menjadi sebuah tools yang terkenal
bagi sejumlah developer dalam pengembangan aplikasi [8].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
Dalam bab III ini akan dibahas mengenai perancangan hardware dan perancangan
software (Program). Pembahasan meliputi:
a) Proses Kerja dari sistem monitoring pada pembangkit Listrik alternatif.
b) Perancangan Perangkat Keras.
c) Perancangan Perangkat Lunak.
d) Perancangan Desain Alat dan Visual Basic.
3.1
Proses Kerja Alat
Gambar 3.1 Konsep perancangan alat
Monitoring Pembangkit Energi Alternatif dirancang untuk memonitor tegangan dan
arus yang dihasilkan dari alat Pembangkit Energi Alternatif. Proses awal sistem dimulai
dari memasangkan alat dengan beban yang akan di monitoring. Setelah memasang alat
pengguna akan mengontrol alat melalui PC yang didalamnya terdapat Program Visual
Basic sebagai interfacenya. Melalui interface tersebut maka dapat memilih bagian mana
yang akan dimonitor dengan menekan tombol “arus” atau “tegangan”, Setelah itu perintah
tersebut akan dikirim ke mikrokontroler Atmega 8535 dengan menggunakan perantara
16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
RS232. Mikrokontroler Atmega 8535 akan mengirim karakter yang merupakan hasil
pembacaan dari sensor tegangan dan modul sensor arus ke Visual Basic untuk diolah dan
ditampilkan dalam bentuk tabel.
3.2
Perancangan Perangkat Keras
Dalam Perancagan perangkat keras terdapat beberapa bagian utama yaitu:
a) Perancangan Minimum Sistem ATMega 8535 dan Regulator 7805.
b) Rangkaian modul sensor arus.
c) Rangkaian pembagi tegangan.
d) Perancangan rangkaian RS232.
3.2.1 Perancangan Minimum Sistem ATmega 8535
Gambar 3.2 Minimum sistem ATMega 8535
Gambar 3.1 merupakan perancangan minimum sistem dengan IC mikrokontroler
ATMega 8535 sebagai komponen utama. Pada minimum sistem ditambahkan rangkaian
osilator. Nilai kapasitor C1 dan C2 sesuai dengan datasheet ATMega 8535 yang berfungsi
untuk mengoptimalkan clock yang dihasilkan dari crystal 11,0592 MHz. Nilai kapasitor C3
dan R1 sesuai dengan datasheet. Kapasitor C3, resistor R1 serta push button merupakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
bagian dari rangkaian reset. LCD akan menampilkan data dari salah satu input masukan
dari sensor alat pengisian baterai otomatis.
Gambar3.3 Rangkaian Osilator
Perancangan rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada
mikrokontroler dapat diulang dari awal. Saat tombol reset ditekan maka mikrokontroler
mendapat input logika rendah, sehingga akan me-reset seluruh proses yang sedang
dilakukan mikrokontroler.
Gambar 3.4 Rangkaian Reset ATmega 8535.
Pada gambar 3.3 terdapat resistor yang memiliki resistansi sebesar 4,7 KΩ yang
difungsikan sebagai pull-up. Resistor pull-up eksternal dapat digunakan untuk menjaga
agar Pada RESET tidak berlogika 0 secara tidak disengaja. Kapasitor 10uF digunakan
untuk menghilangkan noise yang disusun seri dengan resistor. Rangkaian reset minimum
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
system ATMega8535 merupakan gabungan dari rangkaian push-button dan low-pass filter.
Nilai kapasitor dan resistor sesuai dengan datasheet.
3.2.2 Rangkaian Modul Sensor Arus
Gambar 3.5 Rangkaian Modul Sensor Arus [9]
Penggunaan sensor arus pada alat ini adalah sebagai sarana pembaca arus. Dengan
memanfaatkan chip acs 712-30A. Diperlukan supplai tegangan sebesar 5V agar dapat
bekerja dengan baik, sensor ini memiliki kepekaan 66mV/A artinya setiap perubahan 1
ampere keluaran tegangan dari modul berubah 66mV. Pemilihan komponen pada
rangkaian telah sesuai dengan datasheet.
3.2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan
Gambar 3.6 Rangkaian Pembagi Tegangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Rangkaian pembagi tegangan digunakan sebagai sensor tegangan hal ini perlu
dilakukan karena tegangan baterai yang akan diukur memiliki tegangan lebih dari 5v,
sedangkan spesifikasi dari mikrokontroler hanya mampu menerima tegangan maksimal 5v.
Persamaan yang digunakan untuk mencari Vo :
( 3.1)
Dari persamaan diatas maka kita dapat mencari Vout yang diinginkan dengan cara
memasukan nilai Resistor. Dengan memisalkan Nilai R2 = 10KΩ, nilai dari Vout yang
diinginkan sudah diketahui yaitu maksimal sebesar 5V dan nilai dari Vin sebesar 7,4V
maka berdasarkan persamaan diatas didapat nilai R1 = 11KΩ.
3.2.4 Rangkaian RS232
Gambar 3.7 Rangkaian RS232 dengan Mikrokontroler
Rangkaian RS232 digunakan sebagai perantara komunikasi PC dan Mikrokontroler.
Dengan menggunakan chip tersebut, maka dapat terjadi proses komunikasi dan pengiriman
data dari mikrokontroler ke PC ataupun sebaliknya. Nilai kapasitor pada rangkaian adalah
1uf, hal ini dikarenakan sesuai dengan nilai yang tertera pada datasheet [10].
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
Rancangan perangkat lunak ini dibuat dalam bentuk flowchart atau diagram alir untuk
mempermudah dalam pembuatan Listing Program. Perancangan Program dibagi menjadi
dua Program utama yaitu Program utama pada mikrokontroler ATMega 8535 sebagai
pengolah data masuk dari sensor tegangan dan modul sensor arus yang merupakan
keluaran dari alat pengisi baterai otomatis menuju ke PC yang nantinya akan diolah lagi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
oleh Visual Basic. Program mikrokontroler menggunakan bahasa C, yang kemudian akan
di compile secara otomatis ke dalam bentuk file berformat *.hex untuk dimasukan ke
dalam mikrokontroler ATMega 8535. Lalu Program utama yang kedua yaitu Visual Basic
yang berfungsi sebagai user interface serta menampilkan grafik. Listing Program yang
akan dibuat :
a) Program pada Mikrokontroler
b) Program pada Visual Basic
c) Meminta data dari salah satu sensor yang dipilih melalui Visual Basic.
3.3.1 Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler
Gambar 3.8 Diagram Alir pada Mikrokontroler
Pada mikrokontroler digunakan sebagai proses pengaturan pengolahan data sensor.
Pada mikrokontroler ini terjadi proses pengolahan data dari modul sensor arus dan sensor
tegangan kemudian setelah data tersebut diolah maka akan dikirim menuju laptop untuk
ditampilkan pada aplikasi interface berbasis PC (Personal Computer) yaitu Visual Basic
menggunakan komunikasi serial. Proses awal adalah inisialiasai ATMega8535, modul
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
sensor arus dan sensor tegangan , proses selanjutnya adalah pemilihan data yang akan
ditampilkan, data yang ditampilkan ini merupakan perintah dari PC untuk memonitoring
tegangan atau arus,
perintah tersebut akan diterima oleh mikrokontroler karena
menggunakan komunikasi dua arah antara mikrokontroler dengan PC, jika tidak ada data
masuk maka sistem kembali keatas untuk melakukan inisialisasi, namun jika ada data yang
masuk maka mikro akan mendeteksi sensor satu-persatu apakah ada sensor yang terdeteksi
jika tidak maka proses akan kembali untuk proses inisialisasi, setelah itu adalah
pengecekan 2 sensor yaitu modul sensor arus dan sensor tegangan dilakukan dengan proses
subrutin sensor,didalam subrutin terjadi proses pembacaan data setelah pengecekan dan
pembacaan adalah pengiriman paket data. Setelah pengiriman paket data adalah proses
pengambilan keputusan tentang adanya proses pengolahan atau tidak, jika ‘tidak’ maka
proses selesai, tetapi jika ‘ya’ maka proses akan kembali ke proses adanya data yang
masuk atau tidak, kondisi pengolahan ini adalah pengulangan pada mikrokontroler saat ada
atau tidak data
yang masuk tadi, atau ada tidaknya client yang akan melakukan
monitoring. Diagram alir monitoring pembangkit energy alternatif pada mikrokontroler
dapat dilihat pada gambar 3.8.
3.3.1.1 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman
Gambar 3.9 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman
Pada subrutin ini mikrokontroler hanya meneruskan data yang dikirim ke
mikrokontroler dari Visual Basic. Pada bagian ini data yang dimaksud adalah waktu dalam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
satuan menit, yang berfungsi untuk mengatur jeda pengiriman setiap saat yang harus
dilakukan oleh mikrokontroler.
3.3.1.2 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus
Gambar 3.10 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus
Pada Modul Sensor Arus hanya terjadi proses pembacaan dari objek yang akan diukur
arusnya yang kemudian hasil pembacaan akan diolah pada mikrokontroler. Setelah data
selesai diolah maka mikrokontroler akan mengirim paket data yang berisi hasil pembacaan
dari modul sensor arus.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
3.3.1.3 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan
Gambar 3.11 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan
Pada Sensor tegangan hanya terjadi proses pembacaan dari objek yang akan diukur
arusnya yang kemudian hasil pembacaan akan diolah pada mikrokontroler. Setelah data
selesai diolah maka mikrokontroler akan mengirim paket data yang berisi hasil pembacaan
dari sensor tegangan.
3.3.2 Format Paket Data
Pada perancangan Database setiap paket daya yang diterima akan disimpan pada
Database. Paket data yang diterima mempunyai dua buah data yang terdiri dari data pada
sensor arus dan sensor tegangan. Paket data yang diterima kemudian disimpan dalam satu
baris excel. Jumlah baris pada satu excel adalah 1.048.576 baris. Pengiriman paket data
pada terminal dapat diatur minimal 2 menit dan maksimal 10 menit. Pengaturan pada
jumlah paket data dalam satu excel aalah dengan mengasumsikan paket data dikirim pada
waktu minimal yaitu setiap 2 menit, maka dalam waktu satu hari atau 24 jam, paket data
yang akan disimpan sejumlah 720 paket data. Berdasarkan hal tersebut dengan
mengasumsikan satu bulan 31 hari, maka:
Satu hari = 24jam = 1440 menit.
Interval satu paket data = 2 menit.
Jumlah paket data dalam satu hari = 1440 / 2 = 720 paket data.
Satu bulan = 31 hari.
Jumlah paket data dalam satu bulan 720 x 31 = 22320 paket data.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Tabel 3.1 Rancangan format Database.
Tanggal
Jam
Arus (A)
Tegangan (V)
07 / 07 / 2016
0:02
0,1
0.39
07 / 07 / 2016
0:04
0,1
0.40
07 / 07 / 2016
0:06
0,1
0.41
3.3.3 Perancangan Perangkat Lunak Visual Basic
Gambar 3.12 Diagram Alir GUI pada Visual Basic.
Pada diagram alir GUI pada Visual Basic terdapat huruf “Y” yang berarti Yes dan “N”
yang berarti No. Langkah pertama yang dilakukan adalah menghubungkan port
mikrokontroler ATmega 8535 dengan Visual Basic harus sesuai. Apabila sudah sesuai
maka akan tertampil tanggal dan jam sesuai dengan Personal Computer (PC).Saat client
mengatur waktu pengiriman maka hal ini akan mempengaruhi lama waktu jeda pengiriman
data dari mikrokontroler ke PC. Saat client memilih arus maka data yang ditampilkan
hanya arus saja, apabila client memilih arus dan tegangan maka data yang ditampilkan arus
dan tegangan.Saat client memilih grafik maka akan ditampilkan grafik dari hasil
pengukuran. Saat client memilih Database maka Database pada Microsoft excel akan
tertampil pada layar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
3.3.3.1 Subrutin Waktu Pengiriman Pada Visual Basic
Gambar 3.13 Sub Rutin Setting Waktu pada Visual Basic.
Pada diagram alir ini, text.text merupakan data waktu yang terdiri dari karakter, yang
nantinya akan dikirimkan ke mikrokontroler ATMega 8535 terlebih dahulu. Data yang
dikirimkan berupa dalam satuan menit. Memiliki batasan minimal 2 menit dan batasan
maksimal 10 menit. Apabila karakter yang dimasukan kurang dari 2 menit atau lebih dari
10 menit maka akan tertampil msg.box batasan minimal ataupun batasan maksimal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
3.3.3.2 Sub Rutin Ambil Data Sensor Arus
Gambar 3.14 Diagram Alir Sub Rutin Ambil Data Sensor Arus
Pada diagram alir ini, terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic ke
mikrokontroler ATMega 8535. Setelah terjadi proses pengiriman karakter dari Visual
Basic maka mikrokontroler akan mengirim data yang diminta untuk di tampilkan pada GUI
Visual Basic.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
3.3.3.3 Sub Rutin Ambil Data Sensor Tegangan
Gambar 3.15 Diagram Alir Sub Rutin Ambil Data Sensor Tegangan
Pada diagram alir ini, terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic ke
mikrokontroler ATMega 8535. Setelah terjadi proses pengiriman karakter dari Visual
Basic maka mikrokontroler akan mengirim data yang diminta untuk di tampilkan pada GUI
Visual Basic.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
3.4 Perancangan Desain Interface Visual Basic
Gambar 3.16 Interface Visual Basic
3.5 Perancangan Desain Alat
Gambar 3.17 Desain alat tampak atas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 3.18 Desain alat tampak depan
Gambar 3.19 Desain alat tampak samPadag kanan
Gambar 3.20 Desain alat bagian belakang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB IV
Pembahasan Dan Analisis
Pada bab ini berisi pembahasan alat yang telah dibuat, yang meliputi hasil
pengamatan dari percobaan. Hasil pengamatan yang akan dibahas terdiri dari atas data
yang diterima dari tegangan dan arus yang dikirim melalui komunikasi serial, data yang
ditampilkan pada grafik Visual Basic dan data pada Database. Hasil pengujian berupa
data-data yang diperoleh untuk memperlihatkan bahwa hardware ataupun software yang
dirancang telah berjalan dengan baik atau tidak. Berdasarkan data – data tersebut maka
dapat dilakukan analisis terhadap fungsi kerja dari alat tersebut yang kemudian dapat
digunakan untuk menarik kesimpulan akhir.
4.1 Bentuk Fisik Alat
Pada bagian ini, dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian komponen dan case. Bentuk
fisik dari case dirancang untuk melindungi komponen-komponen yang ada di dalamnya
sehingga dapat disusun secara rapi.
Gambar 4.1 Bentuk Alat
Desain bentuk fisik sistem disesuaikan dengan banyaknya komponen yang ada
didalamnya, serta memudahkan dalam pemindahan alat. Pada bentuk fisik terdapat dua
buah tombol yaitu tombol On/Off dan sebuah tombol reset, terdapat pula beberapa buah
lubang yang terdiri dari lubang untuk sensor arus, sensor tegangan, port serial dan ground.
31
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 4.2 Komponen Penyusun Alat
Tabel 4.1 Keterangan Gambar 4.2
Nomor
Keterangan
1
Mikrokontroler
2
Rangkaian Pembagi Tegangan (sensor
tegangan)
4.2
3
Sensor Arus ACS 712-30A
4
Modul Max232
5
LCD 16x2
Cara Pengoperasian Alat
Pada alat ini terdapat dua buah tombol tombol On/Off dan Reset. Tombol Start
digunakan untuk menghidupkan alat dan tombol Reset digunakan untuk mereset
mikrokontroler yang ada di dalamnya, sedangkan hasil dari pengukuran akan tertampil
pada LCD. Tata cara penggunaan alat akan dijelaskan pada langkah-langkah dibawah ini:
1. Pastikan sumber daya sudah tersambung dengan baik.
2. Tekan tombol On/Off pada alat, tunggu hingga alat menyala.
3. Hubungkan port serial ke usb dengan menggunakan usb converter.
4. Cek pada device manager untuk mengetahui port berapa yang digunakan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
5. Masukan nilai port sesuai dengan nilai port yang tertera di device manager pada
textbox pada interface Visual Basic.
6. Pada interface Visual Basic masukan nilai interval yang akan digunakan dengan
nilai tidak boleh lebih dari 2 menit atau 120 detik.
7. Klik pada checkbox tegangan untuk menampilkan tegangan yang sedang di
monitoring.
8. Klik pada checkbox arus untuk menampilkan arus yang sedang di monitoring.
9. Klik Mulai.
10. Klik tombol Buka Database untuk membuka file Database yang berada di
MS.Access
11. Klik tombol Grafik untuk menampilkan grafik hasil dari pembacaan sensor
tegangan atau sensor arus.
12. Klik tombol Reset untuk mengkosongkan textbox tegangan dan arus.
13. Klik tombol Exit untuk keluar dari interface Visual Basic.
14. Jika terjadi Error atau hang pada alat maka tekan tombol reset yang terdapat
alat untuk mereset mikrokontroler, atau dengan menekan tombol On/Off yang
terdapat pada alat.
4.3
Cara Kerja Sistem
Sistem bekerja membaca tegangan dan arus pada alat pengisian baterai dengan
menggunakan mikrokontroler. Selama proses pembacaan tegangan dan arus yang
dilakukan oleh mikrokontroler terjadi proses pengiriman data melalui port serial menuju
GUI (Graphical User Interface).
Alat ini dibagi menjadi beberapa sub sistem yang masing-masing memiliki fungsi
dan tugasnya tersendiri. Tugas dan fungsi dari masing-masing sub sistem akan dijelaskan
pada poin berikut ini.
4.3.1 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler
Rangkaian Mikrokontroler memiliki dua tugas utama yaitu pembacaan sensor
tegangan dan arus, serta pengiriman pembacaan data yang dilakukan oleh mikrokontroler
melalui komunikasi serial. Pada proses pembacaan sensor, sensor terhubung pada port
ADC pada mikrokontroler. Untuk sensor tegangan menggunakan port A0 (ADC0) dan
untuk sensor arus menggunakan port A1 (ADC1).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 4.3 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler
Sub sistem rangkaian minimum sistem mikrokontroler dapat menjanlakan fungsinya
dengan baik. Minimum sistem mikrokontroler dapat membaca data yang dihasilkan dari
sensor tegangan dan arus, serta dapat mengirimkan data dari hasil pembacaan sensorsensor tersebut dengan menggunakan fitur USART yang tertanam pada chip
mikrokontroler menuju ke PC/Laptop dan ditampilkan oleh GUI Visual Basic.
4.3.2 Sensor Tegangan dan Sensor Arus
Sensor tegangan dan sensor arus memiliki tugas utama yaitu sebagai pembaca
tegangan dan arus yang akan dimonitor. Sensor tegangan menggunakan rangkaian pembagi
tegangan dan pada sensor arus menggunakan sensor ACS 712-30A.
Gambar 4.4 Rangkaian Pembagi Tegangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Gambar 4.5 Modul Sensor Arus
Tabel 4.2 Sample Data Pembanding Sensor Tegangan
tegangan
jam
alat yang
dibuat
multimeter
2:50
3,54
3,56
2:52
3,55
3,54
2:54
3,58
3,53
2:56
3,52
3,56
2:58
3,53
3,57
3:00
3,54
3,56
3:02
3,57
3,57
3:04
3,59
3,57
Tabel 4.3 Sample Data Pembanding Sensor Arus
arus
alat yang dibuat multimeter
3:07
0,44
0,48
3:09
0,44
0,47
3:11
0,44
0,48
3:13
0,44
0,48
3:15
0,44
0,48
3:17
0,44
0,48
3:19
0,44
0,47
3:21
0,44
0,48
Berdasarkan data yang terdapat pada tabel 4.2 dan 4.3, sensor tegangan dan sensor
Jam
arus dapat berfungsi dengan baik, meskipun terdapat beberapa kendala apabila
dibandingkan dengan alat ukur yang ada seperti multimeter. Terdapat selisih antara alat ini
dengan multimeter namun masih dapat ditoleransi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
4.3.3 Komunikasi Serial
Rangkaian komunikasi serial memiliki tugas utama yaitu sebagai penghubung antara
minimum sistem mikrokontroler dengan PC/Laptop. Dengan memanfaatkan fitur USART
yang terdapat dalam mikrokontroler maka dapat memungkinkan terjadinya pengiriman
data dari mikrokontroler ke PC/Laptop. Pada sub sistem komunikasi serial menggunakan
rangkaian rs232 dengan port serial sebagai penghubung. Dikarenakan sudah langkanya
port serial pada PC/Laptop sebagai masukan dari device eksternal, maka digunakan
converter dari port serial ke USB. Hal ini dilakukan karena port USB lebih banyak
digunakan dan lebih mudah dicari dibandingkan port serial.
Gambar 4.6 Modul Rangkaian Komunikasi RS232
Pada sub sistem komunikasi serial dapat menjalankan fungsinya dengan baik. Modul
rangkaian rs232 dapat mengirimkan data dengan tepat dan tidak ada data yang berkurang
selama proses pengiriman. Sehingga data yang dikirim dapat diterima dan ditampilkan
pada Visual Basic.
4.3.4 Interface Visual Basic
Pada interface Visual Basic memiliki tugas utama yaitu sebagai interface atau tatap
muka alat monitoring tegangan dan arus ini. Pada GUI Visual Basic terjadi proses
penerimaan data yang dikirim dari mikrokontroler. Pada GUI terdapat tampilan data dari
hasil pembacaan sensor tegangan dan sensor arus. Selain data hasil pembacaan sensor
terdapat juga grafik, dan Database.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Gambar 4.7 Interface Visual Basic
Gambar 4.8 Database pada GUI
Gambar 4.9 Grafik pada GUI
Pada interface Visual Basic dapat menjalankan fungsinya dengan baik. GUI dapat
menampilkan data dengan tepat tidak ada yang berkurang. Pada Database dapat
menyimpan data sesuai dengan data yang ditampilkan pada GUI. Pada grafik terdapat
beberapa kendala yaitu pada skala yang kurang tepat dan kurang presisi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
4.4 Pengujian dan Analisis
Pengujian alat ini merupakan pengujian sistem secara keseluruhan kerja dari alat ini.
Program mikrokontroler merupakan otak kerja dari alat ini. Pada LCD 16x2 hanya dapat
menampung 32 karakter dengan 16 karakter pada baris pertama dan 16 karakter pada baris
kedua LCD. Pada mikrokontroler terjadi proses pembacaan data dari sensor, kemudian
data-data tersebut dikirimkan ke GUI dan disimpan pada database dengan bantuan
komunikasi serial.
Tabel 4.4 Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus
Waktu (jam) tegangan
2:30:30 PM
2:32:31 PM
2:34:31 PM
2:36:31 PM
2:38:31 PM
2:40:30 PM
2:42:31 PM
2:44:30 PM
2:46:30 PM
2:48:30 PM
2:50:31 PM
2:52:31 PM
2:54:30 PM
2:56:30 PM
2:58:30 PM
3:00:31 PM
3:02:30 PM
3:04:31 PM
3:06:30 PM
3:08:31 PM
3:10:30 PM
3:12:30 PM
3:14:31 PM
3:16:30 PM
3:18:31 PM
3:20:31 PM
3:22:31 PM
3:24:31 PM
3:26:31 PM
3:28:31 PM
3:30:31 PM
3,44
3,44
3,46
3,51
3,49
3,49
3,48
3,53
3,53
3,53
3,56
3,54
3,53
3,56
3,57
3,56
3,57
3,57
3,60
3,60
3,61
3,61
3,62
3,64
3,64
3,67
3,65
3,67
3,67
3,68
3,68
arus
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,81
0,88
0,88
0,88
-0,07
0,88
0,88
-0,07
0,88
-0,07
0,88
0,88
0,66
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
0,88
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Tabel 4.5 (Lanjutan) Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus
Waktu (Jam)
4:46:31 PM
4:48:31 PM
4:50:31 PM
4:52:31 PM
4:54:31 PM
4:56:31 PM
4:58:31 PM
5:00:31 PM
5:02:31 PM
5:04:31 PM
5:06:31 PM
5:08:31 PM
5:10:31 PM
5:12:31 PM
5:14:31 PM
5:16:31 PM
5:18:31 PM
Tegangan
Arus
4,03
4,05
4,06
4,06
4,06
4,08
4,08
4,08
4,08
4,10
4,10
4,06
4,10
4,11
4,10
4,11
4,10
Gambar 4.10 Grafik Tegangan Terhadap Waktu
0,66
0,66
0,66
0,59
0,59
0,66
0,51
0,88
0,44
0,44
0,29
0,22
0,22
0,22
0,44
0,07
0,07
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Gambar 4.11 Grafik Arus Terhadap Waktu
Pada hasil monitoring tabel 4.4 hasil sensor arus tidak dapat menampilkan hasil
pengukuran selain kelipatan dari 0,07A untuk setiap kenaikan step pada ADC
mikrokontroler. Hal ini dapat disebabkan oleh kurang telitinya dari modul sensor arus
tersebut. Berdasarkan datasheet dari sensor arus ACS712-30A, sensor jenis ini memiliki
sensitivitas sebesar 66mV/A. Maka perubahan nilai arus dipengaruhi setiap adanya
kenaikan nilai tegangan sebesar 66mV.
Pada saat kondisi pembacaan sensor arus 0A maka tegangan pada sensor arus yang
didapat adalah 2,5V, namun pada saat pembacaan sensor arus 1A maka berdasarkan
datasheet sensor arus acs712-30A tegangan pada sensor arus yaitu
1A = 2,5V + 66mV
= 2,566
Untuk mengetahui nilai sensitivitas sensor arus pada alat ini dapat dilihat pada
persamaan dibawah ini.
(4.1)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Berdasarkan persamaan (4.1) maka didapat nilai untuk step ADC ketika mencapai
1A. Untuk mencari sensitvitas arus dapat dilihat pada persamaan (4.2)
1-ADC0
(4.2)
Pada alat yang dibuat sensitivitas yang didapat sebesar 77mA untuk setiap kenaikan
step pada ADC. Pada tabel 4.4 dan 4.5 arus yang terukur tidak selalu stabil, terjadi naik
dan turun pada arus yang terukur. Untuk mengatahui rata-rata dari sensitivitas nilai arus
yang terukur maka diambil beberapa sample data dari hasil pengukuran dengan cara
menghitung selisih antara hasil pengukuran arus yang naik turun.
Sample pertama = 0,88 – 0,81
=0,07
Sample kedua = 0,66 – 0,51
= 0,15
Sample ketiga
= 0,88 – 0,66
= 0,22
Sample keempat = 0,88 – 0,44
= 0,44
Pada sample pertama terjadi perubahan satu step ADC, sample kedua terjadi
perubahan dua step ADC, sample ketiga terjadi perubahan tiga step ADC dan pada sample
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
keempat terjadi perubahan enam step ADC. Untuk mencari rata-rata sensitivitas sensor
arus maka dapat dicari dengan persamaan (4.3) berikut
(4.3)
Dari persamaan diatas maka diketahui nilai rata-rata resolusi dari sensor arus pada
alat ini yaitu 0,0727A
Tabel 4.6 Hasil Monitoring Tegangan dan Arus
waktu
9:37:05 PM
9:37:06 PM
9:37:08 PM
9:37:09 PM
9:37:10 PM
9:37:11 PM
tegangan
3.71
3.73
3.71
3.71
3.74
3.71
arus
-0.07
-0.07
-0.07
-0.07
-0.07
-0.07
Berdasarkan tabel 4.6 pada saat proses pengisian terjadi Error pada charger baterai
nilai arus yang terukur menjadi negatif . Hal tersebut dapat terjadi karena tegangan yang
diukur pada sensor arus kurang dari 2.5V. Untuk mengetahui nilai tegangan yang masuk ke
ADC yaitu
Nilai tegangan untuk setiap step ADC yaitu 4,8mV, pada tabel 4.6 terdapat hasil
pengukuran arus yang negatif. Maka nilai tegangan yaitu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
VDC1 = 2,5V-4,8mV
= 2,495V
Melalui persamaan untuk mencari nilai ADC (4.1) maka diperoleh pada tegangan
2,495V terdapat pada step 511.
4.4.1Pengujian Rangkaian Pembagi Tegangan
Gambar 4.12 Tegangan Terukur pada Multimeter dan GUI
Tabel 4.7 Data Pembanding Tegangan pada Multmeter dan Alat
tegangan
jam
2:50
2:52
2:54
2:56
2:58
3:00
3:02
3:04
3:06
3:08
3:10
3:12
3:14
3:16
3:18
3:20
3:22
alat yang
dibuat
3,54
3,55
3,58
3,52
3,53
3,54
3,57
3,59
3.54
3,6
3,61
3,62
3,65
3,63
3,64
3,67
3,67
multimeter
3,56
3,54
3,53
3,56
3,57
3,56
3,57
3,57
3,56
3,57
3,57
3,6
3,6
3,61
3,61
3,62
3,64
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Berdasarkan data pada tabel 4.7 pada pengujian sensor tegangan terjadi selisih
dengan nilai selisih paling besar 0,05. Hal ini dapat terjadi dikarenakan perhitungan yang
terdapat didalam Program di mikrokontroler.
Gambar 4.13 List Program Mikrokontroler
4.4.2 Pengujian Modul Sensor Arus
Gambar 4.14 Arus Terukur pada Multimeter
Tabel 4.8 Data Pembanding Arus pada Multimeter dan Alat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Jam
3:07
3:09
3:11
3:13
3:15
3:17
3:19
3:21
arus
alat yang dibuat
multi
0,44 0,48
0,44 0,47
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,47
0,44 0,48
Tabel 4.9 (Lanjutan)Data Pembanding Arus pada Multimeter dan Alat
Jam
3:23
3:25
3:27
3:29
3:31
3:33
3:35
3:37
3:39
3:41
3:43
3:45
3:47
3:49
3:51
3:53
3:55
3:57
3:59
4:01
4:03
4:05
4:07
4:09
arus
alat yang dibuat
multi
0,44 0,48
0,44 0,47
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
0,44 0,48
Berdasarkan tabel 4.8 pada pengujian modul sensor arus ACS712-30A terjadi selisih
yaitu sebesar 0,04.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
4.4.3 Pengujian Rangkaian Komunikasi Serial
Gambar 4.15 Pengujian Rangkaian Komunikasi
Gambar 4.16 merupakan pengujian dari komunikasi serial, pada saat melakukan uji
coba apabila salah dalam memasukan com port maka akan muncul Error seperti pada
gambar 4.18. Dan proses komunikasi serial tidak akan terjadi, solusi untuk mengatasi
Error tersebut dapat dilakukan dengan memasukan COM PORT yang benar berdasarkan
yang terdeteksi pada device manager.
Gambar 4.16 COM PORT pada PC/Laptop
Gambar 4.17 Pengujian Error pada COM PORT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
4.4.4 Pengujian Database
Gambar 4.18 Tampilan Pada Saat Monitoring
Gambar 4.19 Tampilan Pada Database
Pada gambar 4.19 merupakan hasil tampilan pada proses monitoring tegangan dan
arus. Terdapat jam dan data masuk, pengujian pengambilan data dilakukan sebanyak tiga
kali dan menghasilkan 405 data yang masuk dan disimpan pada Database MS Access.
Sebagai pembuktian dapat dilihat pada gambar 4.20 yang merupakan salah satu potongan
dari hasil penyimpanan Database. Pada format Database terjadi perubahan dari rancangan
yang ada pada Bab III yaitu hilangnya kolom tanggal. Hal ini terjadi karena terdapat Error
apabila ingin memasukan data tanggal dan jam secara bersamaan, seperti yang ditunjukan
pada gambar 4.21 alarm Error muncul yaitu run time Error ‘-2147217887(80040e21)’
yang berisi Multiple – step operation generated Errors. Error tersebut memiliki arti yaitu
karakter yang diisi tidak sesuai atau input pada field tersebut melebihi jumlah karakter
yang ada. Namun disini peneliti sudah mencoba untuk menyesuaikan format data dan
menyesuaikan field agar jumlah karakter yang ada bisa disimpan, akan tetapi Error
tersebut masih tetap saja muncul.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Gambar 4.20 Error pada Database
Gambar 4.21 Penjelasan Letak Error pada Database
4.4.5 Analisis Grafik GUI
Pada bagian ini dilakukan analisis pada sistem yang dibuat karena pada saat
melakukan pembacaan data yang kemudian data tersebut diolah menjadi grafik dinamis,
grafik yang ditampilkan tidak presisi seperti pada gambar 4.21. Grafik yang dihasilkan
cenderung hanya lurus saja. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu:
1. Pengaturan skala pada kode Program Visual Basic.
2. Pengaturan interval untuk menggambar grafik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Gambar 4.22 Error Grafik GUI
Gambar 4.23 List Program Skala
Pada gambar 4.22 merupakan penjelasan tentang dimana letak error pada bagian ini.
Error pada skala dapat dilihat pada gambar 4.22, pada bagian skala merupakan bagian yang
mengatur seberapa presisi grafik yang dibuat. Untuk bagian titik acuan merupakan bagian
yang mengatur letak awal proses menggambar grafik. Pada bagian ini Titik nol Y berada di
1250 dan Y1 di 1000, dengan skala lebar pada picture box yang digunakan sebesar
21216.96.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Setelah melakukan perancangan, pembuatan, dan pengujian alat sistem monitoring
pada alat pengisian baterai otomatis dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Tegangan yang dapat terukur saat ini dari 3.44V sampai dengan 4.10V dengan
sensitivitas 0.01V.
2. Arus yang dapat terukur dari 0A sampai dengan 0.88A dengan sensitivitas
0.07A untuk setiap step kenaikan pada ADC.
3. Database dapat menyimpan data hasil monitoring secara urut.
4. Grafik dinamis pada visual basic kurang akurat.
5.2.
Saran
Berdasarkan hasil yang diperoleh, untuk pengembangan sistem monitoring ini lebih
lanjut terdapat beberapa saran agar alat ini dapat bekerja lebih baik, yaitu dengan
mengganti modul sensor arus. Diharapkan dengan mengganti modul sensor arus dapat
mengukur arus dengan ketelitian yang lebih akurat, sehingga sistem ini dapat berkerja
lebih optimal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
DAFTAR PUSTAKA
[1] Pradana, Michael Aditya Putra. ,2015, Kontrol pengisian baterai otomatis pada
sistem pembangkit listrik alternatif.
[2] Setiawan,A.,2011, Mikrokontroler ATMEGA 8535 & ATMEGA 16 menggunakan
BASCOM-AVR, C.V. Andi Offset, Yogyakarta.
[3] Wardhan,Lingga. , 2006 , Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega 8535
Simulasi, Hardware, dan Aplikasi,
C.V. Andi Offset, Yogyakarta.
[4] Boylestad, Nashelsky, Device Circuit and Theory, 7th ed, Prentice Hall internasional
Ohio.
[5] ______,2006, Data Sheet Microcontroler ATMega 8535, Atmel.
[6] http://www.allegromicro.com/en/Products/Current-Sensor-ICs.aspx diakses pada tanggal 19
April 2016.
[7] ______,2008, Data Sheet LCD 16x2, Revolution Education Ltd.
[8] Prabawati, Theresia Ari. ,2008, Microsoft Visual Basic 6.0 untuk Pemula. AndiMadcoms, Yogyakarta.
[9] http://www.electroschematics.com/11279/current-sensor-module-microcontrollers/ diakses
tanggal 19 April 2016.
[10]
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/max232.pdf diakses tanggal 14 Juli 2016.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L1
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L2
LAMPIRAN I
Perancangan Keseluruhan Sistem Elektronik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L3
LAMPIRAN II
LISTING PROGRAM AVR
*****************************************************
This Program was produced by the
CodeWizardAVR V2.04.4a Advanced
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2009 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l
http://www.hpinfotech.com
Project : Sistem Monitoring Pada Alat Pengisian Baterai Otomatis
Version :
Date : 17-Sept-2016
Author : Albertus Bori
Company :
Comments :
Chip type
: ATmega8535
Program type
: Application
AVR Core Clock frequency: 16.000000 MHz
Memory model
: Small
External RAM size
:0
Data Stack size
: 128
*****************************************************/
#include <mega8535.h>
#include <delay.h>
#include <alcd.h>
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L4
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x00
unsigned char teg[6], ar[6];
unsigned int data1, data2;
int b;
float tegangan, arus, a;
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
delay_us(10);
ADCSRA|=0x40;
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
}
void main(void)
{
DDRD.1=1; PORTD.1=1;
// USART initialization
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
// USART Receiver: On
// USART Transmitter: On
// USART Mode: Asynchronous
// USART Baud Rate: 9600
UCSRA=0x00;
UCSRB=0x18;
UCSRC=0x86;
UBRRH=0x00;
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L5
UBRRL=0x67;
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 1000.000 kHz
// ADC Voltage Reference: AREF pin
// ADC High Speed Mode: Off
// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x84;
SFIOR&=0xEF;
// Alphanumeric LCD initialization
// Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
// RS - PORTC Bit 0
// RD - PORTC Bit 1
// EN - PORTC Bit 2
// D4 - PORTC Bit 4
// D5 - PORTC Bit 5
// D6 - PORTC Bit 6
// D7 - PORTC Bit 7
// Characters/line: 16
lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts("V:");
lcd_gotoxy(0,1);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L6
lcd_puts("A:");
while (1)
{
data1=read_adc(0);
data2=read_adc(1);
a=(int)(data1*5);
b=(int)((data2-512)*5);
tegangan=(float)(a/1023)/0.4762;
arus=(float)b*15/1023;
ftoa(tegangan,2,teg);
ftoa(arus,2,ar);
lcd_gotoxy(2,0);
lcd_puts(teg);
lcd_puts("v ");
lcd_gotoxy(2,1);
lcd_puts(ar);
lcd_puts("A ");
printf("* %s %s # \n",teg, ar);
delay_ms(500);
}
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L7
LAMPIRAN III
LISTING PROGRAM VISUAL BASIC
Dim mulai As Boolean
Dim i, k, j, spasi(3), p As Byte
Dim teg, ar As Single
Dim masuk, awal, akhir, a As String
Dim X1, X2, X3, X4, Y1, Y2, Y3, Y4, Data As Integer
Dim Step, SkalaX, SkalaY, SkalaX1, SkalaY1 As Integer
Dim TitikNolX, TitikNolY, TitikNolX1, TitikNolY1 As Integer
Private Sub reset_Click()
If MSComm1.PortOpen = True Then
MSComm1.PortOpen = False
End If
reset.Enabled = False
start.Enabled = True
End Sub
Private Sub exit_Click()
x = MsgBox("Apakah ingin keluar?", vbQuestion + vbYesNo, "informasi")
If x = vbYes Then
If MSComm1.PortOpen = True Then MSComm1.PortOpen = False
End
End If
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L8
End Sub
Function parsing()
k=0
For j = 1 To Len(masuk)
If Mid(masuk, j, 1) = " " Then
spasi(k) = j
k=k+1
End If
Next j
teg = Val(Mid(masuk, spasi(0), spasi(1) - spasi(0)))
ar = Val(Mid(masuk, spasi(1), spasi(2) - spasi(1)))
End Function
Private Sub Form_Load()
Check1.Value = 0
Check2.Value = 0
'nilai awal
X1 = 0
Y1 = 0
X2 = 1
Y2 = 0
X3 = 0
Y3 = 0
X4 = 1
Y4 = 0
' nilai skala dalam menggambar pada VB
SkalaX = 7
SkalaY = 5
SkalaX1 = 7
SkalaY1 = 1
' Titik acuan sumbu Y, sebagai titik nol sumbu Y
TitikNolY = 1250
TitikNolY1 = 1000
X2 = X2 + 1
' X2 = X2 + 1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L9
X4 = X4 + 2
End Sub
Private Sub MSComm1_OnComm()
If mulai = True Then
a = MSComm1.Input
masuk = masuk & a
i=i+1
If a = Chr$(10) Then
awal = Left(masuk, 1)
akhir = Mid(masuk, i - 2, 1)
If awal = "*" And akhir = "#" Then
Call parsing
If Check2.Value = 1 Then
tegangan(0).Text = teg
Else: tegangan(0).Text = ""
End If
If Check1.Value = 1 Then
arus(0).Text = ar
Else: arus(0).Text = ""
End If
End If
masuk = ""
i=0
End If
End If
End Sub
Private Sub start_Click()
reset.Enabled = True
start.Enabled = False
If MSComm1.PortOpen = False Then
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L10
If port.Text = "" Then
MsgBox ("Silahkan Masukan COM PORT")
Else:
p = Val(port.Text)
MSComm1.CommPort = p
MSComm1.Settings = "9600,N,8,1"
MSComm1.InputLen = 1
MSComm1.RThreshold = 1
MSComm1.PortOpen = True
End If
End If
Timer1.Enabled = True
Timer2.Enabled = True
Timer2.Interval = Text3.Text
mulai = True
Do Until start.Enabled = True
If Not tegangan(0).Text = Empty Then
With Adodc1.Recordset
If Not .BOF = True Then
.MoveLast
.Find "waktu='" & Text1.Text & "'"
If Not .EOF Then
'!waktu = Text2.Text
!tegangan = tegangan(0).Text
!arus = arus(0).Text
.Update
Else
.AddNew
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L11
!waktu = Text1.Text
' prses pnyimpnan,!kode(adlah field dtabase)Text1.text
(yg di form)
'!waktu = Text2.Text
!tegangan = tegangan(0).Text
!arus = arus(0).Text
.Update
End If
Else
.AddNew
!waktu = Text1.Text
'!waktu = Text2.Text
!tegangan = tegangan(0).Text
!arus = arus(0).Text
.Update
End If
DataGrid1.Refresh
End With
End If
'Dim p As Integer
'p = MsgBox("Isi Data Lagi ?", vbInformation + vbYesNo, "Aplikasi coba")
'If p = vbYes Then
'Text1.Text = ""
'Text2.Text = ""
'Text3.Text = ""
'Text3.Text = ""
' Text4.Text = ""
'Text1.SetFocus
' Else
' End
' End If
d = Timer + 120
Do While d > Timer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L12
DoEvents
Loop
Loop
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Text1.Text = Time
Text2.Text = Format(Date, "dddd,d mmmm,yyyy")
End Sub
Private Sub Timer2_Timer()
'data yang akan digambar
Data = Val(tegangan(0).Text)
Data = Val(arus(0).Text)
' titik awal untuk menggambar garis, Titik O
'X1 = Text9.Text
'Y1 = Text10.Text
' titik data yang akan digambar Titik A
'X2 = Text11.Text
Y2 = Data 'Text12.Text
Y4 = Data
' menggambar garis
Picture1.Line (X1 * SkalaX, TitikNolY - (Y1 * SkalaY))-(X2 * SkalaX, TitikNolY - (Y2 *
SkalaY)), vbRed
Picture1.Line (X1 * SkalaX1, TitikNolY1 - (Y1 * SkalaY1))-(X2 * SkalaX1, TitikNolY1 (Y2 * SkalaY1)), vbBlue
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L13
' mengatur nilai untuk titik berikutnya
X1 = X2
Y1 = Y2
' X1 = X2
' Y1 = Y2
X2 = X2 + 1
' X2 = X2 + 1
X3 = X4
' X1 = X2
Y3 = Y4
' Y1 = Y2
X4 = X4 + 2
'Text12.Text = Data
End Sub
Private Sub Timer3_Timer()
If Timer3.Interval = 20000 Then
Picture1.Cls
X1 = 0
Y1 = 0
X2 = 1
Y2 = 0
X3 = 0
Y3 = 0
X4 = 1
Y4 = 0
End If
End Sub
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L14
LAMPIRAN IV
Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus
Waktu Tegangan
2:30:30 PM
3.44
2:32:31 PM
3.44
2:34:31 PM
3.46
2:36:31 PM
3.51
2:38:31 PM
3.49
2:40:30 PM
3.49
2:42:31 PM
3.48
2:44:30 PM
3.53
2:46:30 PM
3.53
2:48:30 PM
3.53
2:50:31 PM
3.56
2:52:31 PM
3.54
2:54:30 PM
3.53
2:56:30 PM
3.56
2:58:30 PM
3.57
3:00:31 PM
3.56
3:02:30 PM
3.57
3:04:31 PM
3.57
3:06:30 PM
3.6
3:08:31 PM
3.6
3:10:30 PM
3.61
3:12:30 PM
3.61
3:14:31 PM
3.62
3:16:30 PM
3.64
3:18:31 PM
3.64
3:20:31 PM
3.67
3:22:31 PM
3.65
3:24:31 PM
3.67
3:26:31 PM
3.67
3:28:31 PM
3.68
3:30:31 PM
3.68
3:32:31 PM
3.71
3:34:31 PM
3.71
3:36:31 PM
3.74
3:38:31 PM
3.75
Arus
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.81
0.88
0.88
0.88
-0.07
0.88
0.88
-0.07
0.88
-0.07
0.88
0.88
0.66
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.88
0.81
0.66
0.88
0.81
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L15
3:40:31 PM
3:42:31 PM
3:44:31 PM
3:46:31 PM
3:48:31 PM
3:50:31 PM
3:52:31 PM
3:54:31 PM
3:56:31 PM
3:58:31 PM
4:00:31 PM
4:02:31 PM
4:04:31 PM
4:06:31 PM
4:08:31 PM
4:10:31 PM
4:12:31 PM
4:14:31 PM
4:16:31 PM
4:18:31 PM
4:20:31 PM
4:22:31 PM
4:24:31 PM
4:26:31 PM
4:28:31 PM
4:30:31 PM
4:32:31 PM
4:34:31 PM
4:36:31 PM
4:38:31 PM
4:40:31 PM
4:42:31 PM
4:44:31 PM
4:46:31 PM
4:48:31 PM
4:50:31 PM
4:52:31 PM
4:54:31 PM
4:56:31 PM
3.77
3.78
3.78
3.78
3.79
3.81
3.81
3.84
3.82
3.84
3.81
3.85
3.86
3.86
3.86
3.9
3.9
3.9
3.9
3.92
3.94
3.94
3.94
3.95
3.97
3.97
3.98
4
4.01
4.01
4.01
4.03
4.03
4.03
4.05
4.06
4.06
4.06
4.08
0.88
0.81
0.81
0.81
0.88
0.81
0.88
0.81
0.81
0.81
0.81
0.66
0.66
0.66
0
0.81
0.66
0.81
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.59
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.59
0.59
0.66
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L16
4:58:31 PM
5:00:31 PM
5:02:31 PM
5:04:31 PM
5:06:31 PM
5:08:31 PM
5:10:31 PM
5:12:31 PM
5:14:31 PM
5:16:31 PM
5:18:31 PM
5:20:31 PM
5:22:31 PM
4.08
4.08
4.08
4.1
4.1
4.06
4.1
4.11
4.1
4.11
4.1
4.1
4.11
0.51
0.88
0.44
0.44
0.29
0.22
0.22
0.22
0.44
0.07
0.07
0
0