BAB III - potensi utama repository

BAB III
ANALISA DAN PERANCANGAN
III.1. Analisa Permasalahan
Dalam
perancangan
alat
pengendali
kipas
angin
menggunnakan
mikrokontroler ATMEGA8535 berbasis sensor suhu LM35 terdapat beberapa
masalah yang harus dipecahkan. Permasalahan-permasalahan tersebut antara lain:
a. Kelembaban suhu pada ruangan terbuka
Masalah perancangan pengendali suhu yang terdapat di suatu ruangan
tidak terlepas dari kelembaban suhu ruangan, dimana suhu yang terdapat didalam
ruangan terbuka selalu berubah karena suhu dari luar jadi sulit untuk
mengendalikan kipas angin.
III.2. Strategi Pemecahan Masalah
Karena terdapat beberapa permasalahan yang terjadi dalam perancangan
pengendali kipas angin pada ruangan, maka dibutuhkan solusi atau pemecahan
masalah, antara lain:
1. Dalam hal kelembaban suhu pada ruangan terbuka, penulis meletakan sensor
suhu di dekat jendela sehingga suhu yang masuk ke dalam ruangan dapat
terdeteksi sehingga suhu yang diterima sensor suhu lebih fokus. Ini
dimaksudkan untuk menguatkan daya tangkap sensor suhu. Penulis juga
membuat batasan suhu ke dalam mikrokotroler ATMEGA8535 dengan
membuat suhu di atas 280C maka kipas angin akan hidup jika suhu ruangan di
bawah 280C maka kipas angin akan berhenti atau tidak hidup.
27
28
III.3. Diagram Blok Rangkaian
Secara garis besar, perancangan pengendali kipas angin menggunakan
sensor suhu LM35 terdiri dari sensor suhu LM35, LCD 16x2, minimum sistem
mikrokontroler ATMEGA8535, relay, dan kipas angin.
Diagram blok dari perancangan pengendalian kipas angin menggunakan
sensor suhu LM35 ditunjukkan pada gambar III.1. berikut ini :
Gambar III.1. Diagram Blok
1. Minimum sistem ATMEGA8535 merupakan pusat kendali dari seluruh
rangkaian.
2. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengetahui keadaan suhu ruangan.
3. LCD 16x2 sebagai tampilan data suhu.
4. Relay mengatur tegangan ke kipas angin.
5. Kipas angin sebagai output-nya dimana kipas angin tersebut di kendalikan
oleh relay.
29
III.4. Perancangan Rangkaian Sensor LM35
IC LM35 merupakan sensor suhu dimana tegangan keluarannya
proporsional liniear untuk suhu dalam °C, mempunyai perubahan keluaran secara
linier dan juga dapat dikalibrasi dalam K. Di dalam udara sensor ini mempunyai
pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1 °C, dapat dipakai dengan
menggunakan power supplay tunggal. Dapat dihubungkan antar suhu (interface)
ke rangkaian kontrol dengan sangat mudah. seperti gambar III.3. di bawah ini :
Gambar. III.2. Rangkaian Sensor LM35
LM35 mempunyai 3 pin yaitu Vin, Vout dan ground menunjukan fungsi
masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja
dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dan
pin 3 adalah ground.
Koefisien dari IC LM35 tidaklah seperti sebuah resistor NTC (Negative
Temperature Coefficient), karena tidaklah mungkin untuk mendapatkan suatu
jangkauan suhu yang lebar, apabila menggunakan sebuah resistor NTC. Kelebihan
dari penggunaan IC LM35 ini adalah diperolehnya jangkauan pengukuran yang
luas dan kemudahan dalam kalibrasinya (penerapannya).
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35 :
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan
suhu10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
30
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating).
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
III.5. Perancangan Minimum Sistem Rangkaian ATMEGA8535
Rangkaian minimum sistem mikrokontroler ATMega8535 merupakan
rangkaian kecil atau rangkaian yang sederhana yang harus dibuat agar
mikrokontroler ATMega8535 dapat bekerja. Rangkaian mikrokontroler AT8535
berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh rangkaian. Rangkaian mikrokontroler
ATMega8535 ini akan terus menerima data berupa tegangan analog dari sensor
suhu yakni sensor suhu LM35 untuk selanjutnya diproses oleh mikrokontroler
ATMega8535 dan ditampilkan melalui LCD 16x2.
Ketika data yang berupa tegangan analog yang dikirimkan oleh sensor
suhu melebihi dari nilai data atau tegangan analog yang telah ditentukan
sebelumnya, maka rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini akan mengirimkan
signal ataupun output pada kipas angin sehingga kipas angin akan aktif yang
menandakan bahwa suhu pada ruangan tersebut terdeteksi yang mana suhu
tersebut sudah melebihi dari nilai yang sudah ditentukan.
31
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC (Integrated Circuit)
mikrokontroler ATMega8535 sebagai prosesornya. Kapasitor 100nF dan resistor
1K Ohm berfungsi sebagai “power on reset” bagi mikrokontroler ATMega8535
dan kristal 11.059200 MHz berfungsi sebagai penentu nilai clock atau kecepatan
kerja mikrokontroler ATMega8535. Pemilihan penggunaan kristal ini karena
memiliki presentase error yang lebih kecil bila dibandingkan dengan kristal yang
memiliki nilai lain (nilai genap). Sementara kapasitor 22pF berfungsi sebagai
resistor terhadap kristal.
Rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ditunjukkan pada Gambar III.3.
berikut ini :
Gambar III.3. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATmega8535
32
III.6. Downloader
Perancangan pengendali kipas angin menggunakan sensor suhu ini
menggunakan downloader untuk memindahkan data program dari komputer ke
mikrokontroler ATMEGA8535. Downloader ini menggunakan USB sebagai
penghubungnya. Rangkaian downloader ditunjukkan oleh gambar III.5. berikut
ini :
Gambar III.4. Rangkaian USB Dowloader
Ini merupakan rangkaian USBasp Downloader yang berfungsi untuk
memindahkan program ke rangkaian minimum sistem ATMEGA8535. Rangkaian
33
ini menggunakan chip ATMEGA8 yang diprogram khusus sebagai media untuk
memasukkan file .hex ke dalam mikrokontroler ATMEGA8535.
III.7. Perancangan Power Supply
Power Supply merupakan bagian yang sangat penting dalam sebuah
rangkaian, karena sebuah rangkaian yang menggunakan arus listrik tidak akan
dapat bekerja dengan baik jika tidak mendapat supply arus yang baik. Rangkaian
power supply berfungsi untuk men-supply arus dan tegangan ke seluruh rangkaian
yang ada. Adapun rangkaian power supply ditunjukkan pada Gambar III.2.
berikut:
Gambar III.5. Rangkaian Power Supply (PSA)
Trafo CT (Center Tap) merupakan Transformator Stepdown yang
berfungsi untuk menurunkan tegangan 220 Volt AC (Alternating Current) yang
bersumber dari jala-jala listrik PLN (Perusahaan Listrik Negara) menjadi tegangan
12 Volt AC. Kemudian tegangan 12 Volt AC ini akan disearahkan menjadi
tegangan 12 Volt DC (Direct Current). Untuk keluaran 12 Volt DC diambil
langsung dari keluaran 2 buah dioda, karena keluaran ini hanya digunakan untuk
34
mengaktifkan kipas angin yang berupa relay sehingga tidak membutuhkan arus
yang begitu stabil. Karena relay dapat beroperasi dengan tegangan 8 - 15 Volt
DC. Untuk mengaktifkan rangkaian minimum sistem juga menggunakan arus
2tegangan sebesar 12 Volt dimana rangkaian tersebut sudah mempunyai
komponen berupa elco dan LM7850 untuk menurunkan arus tegangan sebesar 5
Volt untuk mengaktifkan minimum sistem.
III.8. Flowchart
Adapun flowchart perancangan pengendali kipas angin menggunakan
sensor suhu LM35 sebagai berikut:
Gambar III.6. Flowchart Perancangan Pengendali Kipas Angin
Menggunakan Sensor Suhu LM35
35
III.9. Algoritma Flowchart
1. Start.
2. Inisialisasi Perangkat, ini dimaksudkan apakah perangkat sudah sesuai
dengan rangkaian.
3. Jika pengguna sudah menghidupkan perangkat maka mikrokontroler akan
menampilkan data sensor suhu (dalam °C). Jika sensor suhu menerima
suhu melebihi dari batas ketentuan, maka mikrokontroler akan melepaskan
tegangan yang berada di relay dan memberikannya ke kipas angin maka
kipas angin akan hidup selama suhu ruangan tersebut masih melebihi dari
batas yang sudah ditentukan. Proses akan berhenti jika data suhu sudah
dibawah data suhu yang ditentukan.
4. Perangkat akan berada pada posisi standby atau posisi dimana perangkat
terus menerus membaca data sensor suhu. Jika suhu yang terdapat di
dalam ruangan tersebut masih di bawah data suhu yang ditentukan.
5. Finish