LAPORAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN SISTEM KONTROL MINIATUR HUJAN SALJU

BUATAN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO MEGA

2560

CONTROL SYSTEM DESIGN OF MINIATURE SNOW RAIN MAKER

BASED ON MICROCONTROLLER ARDUINO MEGA 2560

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan

Diploma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara

Oleh

Mochamad Rikki Firmansyah

NIM 091611078

JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA

POLITEKNIK NEGERI BANDUG

2012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Curriculum Vitae

PERSONAL

Name : Mochamad Rikki Firmansyah

Place of birth : Lebak

Date of birth : Dec 06th , 1990

Nationality : Indonesian

Sex : Male

Address : Perum Griya Asri 2 Blok J5 No.5

RT 040 RW 006 Ds.Sumber Jaya

Kec.Tambun Selatan Kab.Bekasi 17510

Religion : Islam

Blood Group : B

Mobile Phone : +628562080728

E-mail Address : mochamad.rikki@gmail.com

EDUCATION

1997 – 2003 Elementary School of 5 Sumber Jaya

2003 – 2006 Junior High School of 5 Tambun Selatan Bekasi

2006 - 2009 Senior High School of 1 Tambun Selatan Bekasi

2009 – 2012 Polytechnic of Bandung (POLBAN)

Rerfrigeration and Air Conditioning Engineering Departement.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABSTRAK

Sistem kontrol otomatis menjadi salah satu hal penting dalam dunia perindustrian, terutama di bidang refrigerasi dan tata udara. Sistem kontrol otomatis bertujuan untuk memantau kinerja suatu sistem. Pada sistem refrigerasi dan tata udara diperlukan sistem kontrol otomatis, hal ini bertujuan untuk menjaga temperatur agar tetap terjaga sesuai dengan kebutuhan. Oleh karena itu penulis membuat alat kontrol otomatis pada sistem refrigerasi miniatur hujan salju berbasis mikrokontroler Arduino Mega 2560.

Alat-alat yang digunakan selain mikrokontroler Arduino Mega 2560 dengan menggunakan bahasa C adalah sensor thermocouple, sensor LM35 DZ, LCD shield, SD card shield arduino dan driver relay. LCD shield digunakan untuk menampilkan data yang terukur dari sensor, SD card shield digunakan untuk merekam hasil pengukuran dari sensor yang dapat dibuka pada program ms. Excel, relay digunakan untuk menghidup – matikan kompresor.

Pengujian alat kontrol dilakukan di lab. jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung. Pengujian sensor dilakukan dengan cara membandingkan sensor thermocouple dan LM35 DZ dengan termometer digital. Pengujian pembacaan SD card dilakukan dengan cara mencatat data yang ditampilkan oleh LCD dan disesuaikan dengan data yang direkam oleh SD card. Rata- rata error pada data verivikasi untuk sensor thermocouple (TK) 0.59%, untuk sensor LM35 DZ (TA) 1.62%. Penyimpanan data dari sensor ke SD card dalam 1 menit ada 85 data yang tersimpan. Pengontrolan relay berfungsi dengan baik untuk untuk sistem refrigerasi kabin air pada temperatur 1 OC relay cut in (energized) dan pada temperatur 3 OC relay Cut off (de-energized).

Kata kunci : Sistem Kontrol, Arduino Mega 2560, Thermocouple, LM35 DZ, Relay, SD Card.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABSTRACT

Automatic control system is one important thing used in industries in order to observe system’s work. In refrigeration and air conditioning system, automatic control is used to maintain temperature keep on necessary. In this final project, the writer made an automatic control system in miniature snow rain of refrigeration with microcontroller Arduino Mega 2560.

Devices used in this system beside the Arduino Mega 2560 microcontroller by using C language program are thermocouple sensors, LM35 DZ sensors, LCD shield, SD card shield and relay driver. LCD shield is used to shows measured data from sensors, SD card shield is used to records measurement result from sensors which can be opened on ms. Excel program. Relay is used to on/off the compressor.

Control device was tested in Refrigeration and Air Conditioning Engineering laboratory at POLBAN. Sensor test has been done by comparing thermocouple sensors and LM35 DZ by using digital thermometer. SD card reading test has been done by recording showed data by LCD and appropriated with recorded data from SD card. Average error value on verification thermocouple sensors data (TK) is 0.59% and for LM35 DZ sensors (TA) the value is about 1.62%. There is 85 data saved from sensors to SD card in one minute. Relay controlling also has a good work, which the system has cut in (energized) at 1°C and cut off (de-energized) at 3°C

key word: Control System, Arduino Mega 2560, Thermocouple, LM35 DZ, Relay, SD card.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kata Pengantar

Laporan Tugas Akhir|Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara i

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat

rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis mengangkat judul

“ Perancangan Sistem Kontrol Miniatur Hujan Salju Buatan Berbasis Mikrokontroler

Arduino Mega 2560”

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih atas segala bantuan

yang telah diberikan kepada penulis selama mengerjakan Tugas Akhir ini. Ucapan

terimakasih penulis sampaikan kepada:

1. Kedua Orang tua tercinta yang selalu memberikan do’a dan memberi

dukungan baik moril maupun materil dalam melaksanakan Tugas Akhir ini.

2. Dr. Drs Pratikto.,MT selaku pembimbing I dan Muhamad Arman, ST.,SPsi

selaku pembimbing II, yang telah membantu penulis dalam menghadapi

berbagai kesulitan, serta banyak memberikan bimbingan dan pengarahan

selama proses pelaksanaan Tugas Akhir ini.

3. Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng selaku ketua jurusan teknik refrigerasi

dan tata udara

4. Seluruh staf dosen, teknisi dan instruktur di laboratorium teknik refrigerasi

dan tata udara yang telah mendedikasikan seluruh ilmu,

pengetahuan,wawasan, dan pengalamannya, demi kelancaran proses belajar

mengajar di jurusan teknik refrigerasi dan tata udara.

5. Rekan- rekan RACE C 2009 yang seperjuangan dalam menuntut ilmu selama

3 tahun di kampus tercinta. Terimakasih atas semua bantuan baik baik secara

moril dan materil.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kata Pengantar

Laporan Tugas Akhir|Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara ii

6. Rekan – rekan jurusan teknik refrigerasi dan tata udara angkatan 2009,2010,

dan 2011 terimakasih atas bantuan dan dukungannya.

7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini, terimakasih atas

bantuan dan dukungannya.

Penulis berdo’a semoga segala bentuk bantuan dan amal kebaikan yang telah

diberikan mendapatkan balasan yang berlipat dari Allah SWT.

Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis menyadari masih banyak kesalahan

dan kekurangan. Dengan menyadari hal tersebut, penulis memohon maaf. Kritik dan

saran yang membangun sangat penulis harapkan.

Akhir kata, penulis sangat mengharapkan laporan Tugas Akhir ini dapat

memberikan manfaat, khususnya bagi penulis, dan seluruh pembaca laporan ini.

Amin

Bandung, Juli 2012

Penulis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Isi

Laporan Tugas Akhir| Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................... i DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. v DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1 1.2 Tujuan ............................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 2 1.4 Metode Penelitian ............................................................................ 2 1.5 Sistem Matika Penulisan .................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ....................................................................................... 4

2.1 Pengertian Sistem Pengukuran dan Kontrol .................................... 4 2.2 Mikrokontroler Arduino....................................................................... 5 2.2.1 Arduino Mega 2560 ..................................................................... 5 2.2.2 Shield Arduino ............................................................................. 7 2.2.2.1 LCD Shield ........................................................................... 7 2.2.2.2 SD Module ............................................................................ 7 2.2.3 Bahasa Program Arduino............................................................. 8 2.2.4 Software Arduino ......................................................................... 12 2.3 Sensor .............................................................................................. 13 2.3.1 Sensor Thermocouple .................................................................. 13 2.3.2 Sensor LM 35 DZ ........................................................................ 15 2.4 Relay ............................................................................................... 16 2.5 Sistem Refrigerasi Miniatur Hujan Salju Buatan................................. 17

BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ...................................... 18 3.1 Perancangan ...................................................................................... 18

3.2 Perancangan Perangkat keras (Hardware) ...................................... 18 3.2.1 Komponen yang Digunakan ........................................................ 19 3.2.2 Rancangan Sistem Kontrol pada Alat Kontrol Sistem

Refrigerasi Miniatur Hujan Salju ................................................ 20 3.2.3 Membuat Rangkaian untuk Sensor Thermocouple ...................... 21 3.2.4 Membuat Rangkaian untuk Sensor LM35 DZ ............................ 22 3.2.5 Rangkaian Hardware Secara Keseluruhan .................................. 23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Isi

Laporan Tugas Akhir| Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara iv

3.4 Deksripsi Kerja................................................................................. 26 3.5 Diagram Blok Sistem......................................................................... 27 3.6 Library Program ................................................................................ 28

BAB IV PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS ........................................... 31 4.1 Verifikasi Sensor ............................................................................. 31 4.1.1 Verifikasi Sensor Thermocouple ................................................. 31 4.1.2 Verifikasi Sensor LM 35 DZ ....................................................... 33 4.1.3 Verifikasi SD Card ...................................................................... 35 4.2 Pengujian Alat Kontrol pada Sistem Miniatur Hujan Salju .............. 36 4.2.1 Pengujian Alat Kontrol Sistem Refrigerasi untuk Kabin ............ 36 4.2.2 Pengujian Alat Kontrol Sistem Refrigerasi untuk Kabin air ....... 37 BAB V PENUTUP ......................................................................................... 39 5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 39 5.2 Saran ......................................................................................... 40 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. LAMPIRAN ..........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Gambar

Laporan Tugas Akhir | Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram blok sistem pengukuran ...................................................... 4

Gambar 2.2 Diagram blok sistem kontrol ............................................................ 4

Gambar 2.3 Arduino Mega 2560 .......................................................................... 6

Gambar 2.4 LCD Shield Arduino ......................................................................... 7

Gambar 2.5 SD Module ........................................................................................ 8

Gambar 2.6 Softwar Arduino ................................................................................ 13

Gambar 2.7 Sistem Pengukuran Temperatur dengan Thermocouple.................... 14

Gambar 2.8 Rangkaian thermocouple dengan AD595 ......................................... 15

Gambar 2.9 Sensor temperatur LM35 ................................................................... 15

Gambar 2.6 DI-Relay 2 ......................................................................................... 16

Gambar 2.11 Sistem refrigerasi miniatur hujan salju............................................ 17

Gambar 3.1 Konfigurasi pin I/O mikrokontroler arduino mega 2560 .................. 20

Gambar 3.2 Rankaian pcb thermocouple .............................................................. 21

Gambar 3.3 Rankaian R-C LM 35 ........................................................................ 22

Gambar 3.4 Rangkaian hardware secara keseluruhan........................................... 22

Gambar 3.5 Flowchart program ............................................................................ 25

Gambar 3.6 Data yang tercatat pada SD card ....................................................... 26

Gambar 3.7 Diagram blok untuk sistem refrigerasi miniatur hujan salju ............. 27

Gambar 4.1 Grafik verifikasi sensor thermocouple tipe K ................................... 32

Gambar 4.2 Grafik verifikasi sensor thermocouple setelah dikalibrasi ................ 33

Gambar 4.3 Grafik verifikasi sensor LM35 DZ .................................................... 34

Gambar 4.4 Grafik verivikasi sensor LM35 DZ setelah dikalibrasi ..................... 35

Gambar 4.5 Grafik sistem refrigerasi miniatur hujan salju untuk kabin ............... 37

Gambar 4.6 Grafik sistem refrigerasi miniatur hujan salju untuk kabin air.......... 38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Tabel

Laporan Tugas Akhir | Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara vi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Komponen yang digunakan .................................................................. 19

Tabel 4.1 Verifikasi sensor thermocouple tipe K................................................. 31

Tabel 4.2 Verifikasi Sensor thermocouple tipe K setelah dikalibrasi ................... 32

Tabel 4.2 Verifikasi sensor LM 35 DZ ................................................................. 33

Tabel 4.4 Verifikasi Sensor LM 35 DZ setelah dikalibrasi .................................. 34

Tabel 4.5 Verifikasi SD Card................................................................................ 36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Pustaka

DAFTAR PUSTAKA

1. Didoyo, Edie Sasito. “Buku Bahan Ajar Sistem Pengukuran” . Teknik Refrigerasi dan Tata Udara. Politeknik Negeri Bandung ,2010.

2. PDF Famosa Studio Arduino Stater Kit – 1.00 3. Definisi-definisi D Sharon, dkk (1982).

http://ayusrinadi.blogspot.com/2009/10/definisi-d-sharon-dkk-2982.html diunduh pada 20 Mei 2012

4. www.dfrobot.com diunduh pada 14 April 2012 5. hobbybotics.wordpress.comdiunduh pada 10 April 2012 6. depokinstruments.com diunduh pada 20 Mei 2012 7. hobbybotics.wordpress.com diunduh pada 20 Juni 2012 8. Data Sheet AD595 http://www.analog.com/en/mems-sensors/digital-temperature-

sensors/ad595/products/product.html diunduh pada 27 April 2012 9. Datasheet Sensor Temperatur LM35. http://www.alldatasheet.com/datasheet-

pdf/pdf/8866/NSC/LM35.html diunduh pada 27 April 2012