32
BAB III
PERANCANGAN
3.1. Proses Kerja Sistem
Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu IC ATmega8535, sensor suhu, mikrokontroler, keypad, LCD, relay, penyearah dan heater. Sensor yang
digunakan untuk mengukur suhu adalah IC LM35. Mikrokontroler Atmega8535 berfungsi untuk mengatur dan memproses input
dari IC LM35 dan diteruskan pada heater dan penampil. Pada piranti penampil digunakkan LCD. Perubahan input pada sensor suhu
LM35 akan diolah oleh mikrokontroler ATmega8535. Jika IC LM35 mendeteksi suhu yang
sudah melebihi batas yang telah ditentukan maka mikrokolntroler akan menonaktifkan relay untuk memutuskan arus pada heater. Begitupun sebaliknya, apabila
IC LM35 mendeteksi suhu kurang dari batas yang telah ditentukan maka mikrokontroler akan mengaktifkan relay untuk mengaktifkan arus pada heater. Proses tersebut akan
berulang-ulang sampai batas waktu yang telah ditentukan.
Gamabr 3.1. Blog diagram perancangan sistem pada sterilisator
3.2. Perancangan Perangkat Keras
3.2.1. Desain Boks Sterilisator
Pada perancangan boks untuk tempat sterilisator, bahan yang digunakan adalah stainless anti karat dan dimensi boks yang akan didesain adalah 42cm x 18cm x 12cm.
Desain boks sterilisator ditunjukan pada gambar 3.2a, b dan c. Volume maksimum yang
dapat ditampung oleh boks adalah 4.5 liter. Pada perancangan boks sterilisator terdapat lubang yang berfungsi untuk keluar uap air. Hal tersebut bertujuan untuk keamanan agar
tekanan di dalam boks tidak terlalu tinggi. Pada saat proses sterilisasi berlangsung, user diharapkan agar tidak membuka tutup
boks sterilisator. Hal tersebut bertujuan agar suhu di dalam boks tetap terjaga. User diperbolehkan untuk membuka tutup boks pada saat proses sterilisasi telah selesai. Jika
user ingin membuang atau mengganti air yang terdapat di dalam boks, maka user harus membuka keran yang terdapat pada boks sterilisator.
Gambar 3.2a. Tampak belakang
Gambar 3.2b. Tampak samping
Gambar 3.2c. Tampak atas
3.2.2. Perancangan Rangkaian Penyearah
Rangkaian penyearah yang digunakkan dapat menghasilkan tegangan 5 dan 12 volt. Rangkaian ini memperoleh sumber tegangan dari jala-jala AC 220 volt. Travo 2A
digunakkan untuk menurunkan tegangan AC 220 Volt menjadi tegangan 18 V
AC
dan 12 V
AC
. Untuk menghasilakan gelombang penuh, maka tegangan 18 V
AC
dan 12 V
AC
perlu disearahkan menggunakkan dioda bridge, sehingga menghasilkan gelmbang penuh.
Komponen pengatur tegangan 12 V
DC
yaitu LM7812T, dengan arus maksimal sebesar 1A. Tegangan output 12 volt digunakan untuk catu daya relay dan sensor suhu.
Rangkaian catu daya 12 V
DC
dapat dlihat pada gambar 3.3a. Sedangkan pengaturan tegangan 5 V
DC
menggunakkan komponen LM7805T, dengan arus maksimal sebesar 1A. Tegangan output 5 V
DC
digunakan untuk catu daya mikrokontroler, LCD, dan keypad. Rangkaian yang digunkan dapat dilihat pada gambar 3.3b.
a
b
Gambar 3.3. Rangkaian catu daya 12 volt dan 5 volt
Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 12V
DC
, dilakukan seperti persamaan 2.8 dengan nilai tegangan output trafo diketahui sebesar 18V
AC
V
M
, arus maksimal yang diinginkan sebesar 1A dan tegangan input minimal IC regulator sebesar 14,5V
DC
V
MIN
, sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C
1
sebagai berikut :
V
M
= 18√2 − 1,4 = 24,05V
Vr
PP
= −
= 24,05 − 14,5 = 9,55V
V
r rms
=
∗ ∗ ∗√
=
√
=
√
=
, √
= 2,756V
V
r rms
=
∗ ∗ ∗√
2,756 =
∗ ∗ ∗√
2,756 =
, ∗
346,41
∗
1
∗ 2,756 = 1 954,70 ∗
= 1 =
,
= 1,047 10 = 1047μ
Pada perhitungan nilai minimal C
1
diperoleh sebesar 1047µF, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C
1
sebesar 2200µF yang mendekati nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C
1
sebesar 2200µF akan berdampak memperkecil ripple. Jika menggunakan C
1
sebesar 2200µF, maka diperoleh nilai ripple sebesar 1,312V. Penentuan nilai kapasitor C
2
yang digunakan adalah 100nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator LM7812T.
Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 5V
DC
, dilakukan seperti persamaan 2.8 dengan nilai tegangan output trafo diketahui sebesar 12V
AC
V
M
, arus maksimal yang diinginkan sebesar 1A dan tegangan input minimal IC regulator sebesar 7,5V
DC
V
MIN
, sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C
3
sebagai berikut :
V
M
= 12√2 − 1,4 = 15,57V
Vr
PP
= −
= 15,57 − 7,5 = 8,07V
V
r rms
=
∗ ∗ ∗√
=
√
=
√
=
, √
= 2,329V
V
r rms
=
∗ ∗ ∗√
2,329 =
∗ ∗ ∗√
2,329 =
, ∗
346,41 ∗
3
∗ 2,329 = 1 806,78 ∗
= 1 =
,
= 1,239 10 = 1239µ
Pada perhitungan nilai minimal C
3
diperoleh sebesar 1239µF, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C
3
sebesar 2200µF yang mendekati
nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C
3
sebesar 2200µF akan berdampak memperkecil ripple. Jika menggunakan C
3
sebesar 2200µF, maka diperoleh nilai ripple sebesar 1,312V. Penentuan nilai kapasitor C
4
yang digunakan adalah 100nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator LM7805T.
3.2.3. Rangkain Sensor Suhu
Kategori