PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PEMBERSIH SERTA PENGERING GALON BERBASIS ARDUINO UNO (HARDWARE)

(1)

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PEMBERSIH

SERTA PENGERING GALON BERBASIS ARDUINO UNO

(HARDWARE)

SKRIPSI

Diajukan Untuk memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh: ASMAKKY YUDYANTO

201010130311111

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PEMBERSIH SERTA PENGERING GALON BERBASIS ARDUINO UNO (HARDWARE)

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh: Asmakky Yudyanto NIM. 201010130311111

Tanggal Ujian : 31 Januari 2015

Periode Wisuda : Februari 2015

Disetujui oleh :

1. Ir. Nur Kasan, MT NIDN. 0707106301

Pembimbing I.

2. Ir. Nurhadi, MT

NIDN. 0731126202

Pembimbing II

3. Ir. Diding Suhardi, MT NIDN. 0706066501

Penguji I

4. Machmud Effendi, ST, M.Eng

NIDN. 0715067402

Penguji II

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Eektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT NIDN. 0718036502

(3)

Malang, 31 January 2015 Penulis

Asmakky Yudyanto

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT , Atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis mampu menyelesaikan Skripsi ini. Shalawat serta salam tidak lupa penulis panjatkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membimbing kita. Skripsi ini merupakan salal satu syarat untuk menyelesaikan studi S1 Jurusan Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Malang. Skripsi yang disusun oleh penulis berjudul

“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PEMBERSIH SERTA

PENGERING GALON BERBASIS ARDUINO UNO (HARDWARE)”.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Skripsi ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaaat bagi perkrmbangan ilmu pengetahuan kedepan.

(4)

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN. ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR PERNYATAAN. ... iv

ABSTRAKS. ... v

ABSTRACT. ... vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ... vii

KATAPENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 2

1.3Batasan Masalah ... 2

1.4Tujuan ... 3

1.5Metodelogi ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1 Arduino ... 5

(5)

2.2 Memori Program ... 6

2.3 Memori Data ... 7

2.4 Motor DC Magnet Permanen ... 7

2.4.1 Jenis-jenis Motor DC ... 8

2.4.1.1 Motor DC Jenis Seri ... 8

2.4.1.2 Motor DC Jenis Shunt ... 9

2.4.1.3 Motor DC Jenis Komponen ... 10

2.4.1.3.1 Jenis-jenis Motor DC Komponen ... 10

2.4.1.3.2 Motor Arus Searah Penguatan Kompon Panjang ... 10

2.4.1.3.3 Motor Arus Searah Penguatan Kompon Pendek ... 11

2.5 Switch ... 13

2.6 Limit Switch ... 17

2.7 Bearing ... 18

2.7.1 Jenis-jenis Bearing... 18

2.8 Serat Nilon ... 20

2.9 Sensor Suhu IC LM35 ... 21

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1. DiagramBlok Dan Prinsip Kerja Peralatan ... 24

3.2. Perancangan dan Pembuatan Mekanik Alat ... 25

3.2.1 Mekanik Motor Naik Turun (Lift) ... 30

3.2.2 Mekanik Motor Sikat ... 31

3.2.3 Mekanik Motor Pemutar Galon ... 32

3.2.4 Mekanik Hair Dryer ... 34

3.3. Perancangan Hardware ... 35

3.3.1 Perencanaan Rangkaian Mikrokontroler ATmega 328 ... 36

3.3.2 Rangkaian Clock ... 37

3.3.3 Rangkaian Reset ... 38

3.3.4 Rangkaian Pemisah Tegangan ... 39

(6)

3.3.5.1 Rangkaian Driver Motor Sikat ... 40

3.3.5.2 Rangkaian Driver Hair Dryer ... 42

3.3.5.3 Rangkaian Driver Motor Lift Dan Motor Pemutar Sama ... 44

3.4 Perancangan Software ... 45

3.4.1 Perangkat Lunak Mikrokontroler ... 45

3.4.2 Flowchart ... 46

BAB IV PENGUJIAN ALAT 4.1. Tujuan Pengujian Alat ... 49

4.2 Pengujian Motor Lift ( Atas-Bawah) ... 49

4.2.1 Jarak Ulir Lift Dari Switch Atas, Tengah Dan Bawah ... 51

4.3 Pengujian Motor Sikat ... 51

4.3.1 Pengukuran Jarak Awal Ke Switch Atas ... 53

4.4 Pengujian Motor Pemutar ... 53

4.4.1 Jarak Switch Atas Ke Bawah Untuk Mengubah Posisi Galon 90° ... 55

4.4.2 Jarak Switch Bawah Ke tengah Untuk Mengubah Posisi Galon 180° Kemudian Mengubah Posisi Galon 200° ... 56

4.5 Pengujian Hairdryer... 57

4.5.1 Fungsi Switch Tengah ... 59

4.6 Pengujian Alat Pembersih Serta Pengering Galon ... 60

4.7 Kondisi Galon Sebelum Dan Sesudah Dibersihkan Dan Dikeringkan 63 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 65

5.2. Saran ... 65

(7)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Board Arduino Uno ... 5

Gambar 2.2 Rangkaian Ekivalen Motor DC Seri ... 8

Gambar 2.3 Rangkaian Ekivalen Motor DC Shunt ... 9

Gambar 2.4 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon panjang differensial (lawan) ... 10

Gambar 2.5 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon panjang komulatif (bantu) ... 11

Gambar 2.6 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon pendek differensial (lawan) ... 11

Gambar 2.7 Rangkaian Ekivalen Motor DC Kompon pendek komulatif (bantu) ... 12

Gambar 2.8 Simbol Saklar SPDT, SPST, Push-On, dan Push-Off ... 16

Gambar 2.9 Simbol DIP Switch ... 16

Gambar 2.10 Simbol Saklar DPDT ... 16

Gambar 2.11 Simbol Dan Bentuk Limit Switch ... 17

Gambar 2.12 Konstruksi Dan Simbol Limit Switch ... 18

Gambar 2.13 Sensor Suhu ... 21

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Sistem Peralatan ... 24

Gambar 3.2 Kontruksi Alat Pembersih Serta Pengering Galon ... 26

Gambar 3.3 Ulir ... 27

Gambar 3.4 Limit Switch Atas Pada Perancangan ……….…………...28

Gambar 3.5 Limit Switch Tengah Pada Perancangan... 28

Gambar 3.6 Limit Switch Bawah Pada Perancangan ... 29

Gambar 3.7 Sensor Suhu Pada Perancangan ... 29

Gambar 3.8 Motor Naik Turun Galon (Lift) ... 30

Gambar 3.9 Motor Lift Pada Perancangan ... 31

Gambar 3.10 Motor Sikat ... 31

(8)

Gambar 3.12 Motor Pemutar Galon ... 33

Gambar 3.13 Motor Pemutar Pada Perancangan ... 34

Gambar 3.14 Hair Dryer ... 34

Gambar 3.15 Hairdryer Pada Perancangan ... 35

Gambar 3.16 Rangkaian Mikrokontroler ATmega 328 ... 36

Gambar 3.17 Rangkaian Clock ... 37

Gambar 3.18 Rangkaian Reset ... 38

Gambar 3.19 Rangkaian Pemisah Tegangan ... 39

Gambar 3.20 Rangkaian Driver Motor Sikat ... 41

Gambar 3.21 Rangkaian Driver Hairdryer ... 42

Gambar 3.22 Driver Motor Lift Dan Motor Pemutar ... 44

Gambar 3.23 Flowchart Sistem ... 48

Gambar 4.1 Diagram Blok Motor Lift ... 49

Gambar4.2 Pengukuran Arus Dan Tegangan Motor Lift Percobaan ke 3 & 5...50

Gambar 4.3 Diagram Blok Motor Sikat ... 51

Gambar 4.4 Pengukuran Arus Dan Tegangan Motor Sikat Percobaan ke- 2…..52

Gambar 4.5 Diagram Blok Motor Pemutar ... 53

Gambar 4.6 Pengukuran Arus Dan Tegangan Motor Pemutar Percobaan ke- 1 Dan 6 ... 54

Gambar 4.7 Posisi Galon 90° Saat Switch Bawah Tersentuh Kedua ... 55

Gambar 4.8 Posisi Galon 180° Saat Switch Tengah Tersentuh ... 56

Gambar 4.9 Posisi Galon 200° Saat Switch Tengah Tersentuh ... 56

Gambar 4.10 Pengukuran Suhu Hairdryer Pada Arduino ... 57

Gambar 4.11 Pengukuran Suhu Hairdryer Sebelum Posisi Galon 200 º ... 58

Gambar 4.12 Pengukuran Suhu Hairdryer Posisi Galon 200º………...58

Gambar 4.13 Posisi Galon 200° Dan Hairdryer Hidup ... 59

Gambar 4.14 Posisi Awal Galon Pada Alat ... 60

Gambar 4.15 Alat Sebelum Ditaruh Galon ... 61

Gambar 4.16 Alat Setelah Ditaruh Galon ... 61

(9)

Gambar 4.18 Galon Sebelum Dibersihkan Dan Dikeringkan ... 63

Gambar 4.19 Kondisi Air Sebelum Membersihkan Galon ... 63

Gambar 4.20 Galon Sesudah Dibersihkan Dan Dikeringkan ... 64

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Deskripsi Arduino Uno ... 6

Tabel 2.2 Jenis, Simbol, dan Contoh Bentik Fisik Saklar………..13

Tabel 4.1 Pengukuran Arus Dan Tegangan Motor Lift ... 49

Tabel 4.2 Pengukuran Arus Dan Tegangan Motor sikat ... 52

Tabel 4.3 Pengukuran Arus Dan Tegangan Motor Pemutar ... 54

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Hairdryer ... 57

(11)

DAFTAR LAMPIRAN



Datasheet 4N25



Datasheet BD139



Datasheet IRFZ44N

(12)

DAFTAR PUSTAKA

|1| Abdul Kadir Heriyanto.”Algoritma Pemrograman menggunakan C++”

|2| Abdul kodir.“panduan praktis mempelajari aplikasi mikrokontroler dan pemrogramanya menggunakan arduino”, 2012

|3| Heri andrianto.“program mikrokontroler Atmega16 menggunakan bahasa C”,

|4| Hidayat, Sasongko, P.H, Sarjiya, Suharyanto.”Pemodelan dan Simulasi Adaptive

|5| Jenis-jenis motor DC dan rangkaiannya diperoleh tanggal 9/08/2014 dari http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211041arigustian/tag/motor-dc/

|6| Jenis, simbol, dan contoh bentuk fisik Saklar. diperoleh tanggal 01/10/2014 dari http://electronicsclub.info/switches.htm

|7| Limit switch Simbol Dan Bentuk Limit Switch. Diperoleh tanggal 11/10/2014 darihttp://elektronika-dasar.web.id

|8| Main board arduino uno. Retrieved 7/09/2014 from

http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno

|9| Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS) Untuk Pengendalian Kecepatan Motor DC Brushless”.ISSN:2085-6350, CITEE 2011

|10| Sensor Suhu IC LM35. Diperoleh tanggal 1/1/2015 dari http://sensorsuhuIC-LM35.com/suhu

|11| Spesifikasi hairdryer fleco. Diperoleh tangga 19/11/2014 dari

(13)

BAB I PENDAHULUAN

1 Latar Belakang

Di Indonesia air mineral merupakan suatu bahan pangan yang sifatnya sangat penting bagi keberlangsungan mahluk hidup. Air mineral juga sangat banyak ditemukan di Indonesia misalnya produk Aqua, Club, Alamo, Ades dan sebagainya. Produksi air mineral di Indonesia sangat pesat berkembangannya karena kita tahu bahwa air mineral sangat penting bagi kesehatan jasmani kita. Sebaiknya kita dianjurkan minum air mineral 8 gelas perhari untuk menjaga kadar air dalam tubuh kita tetap diatas rata-rata dan banyak minum air membuat kita lebih bersemangat menjalani aktifitas sehari-hari.

Air mineral adalah salah satu bahan pangan yang sangat penting untuk keberlangsungan hidup setelah nasi. Karena setelah kita makan nasi maka kita seharusnya minum air mineral agar nasi dapat dicerna dengan baik oleh organ tubuh seperti lambung, hati, usus dan lainnya. Selain itu air mineral dapat diolah lagi mejadi air yang berasa buah-buahan dengan cara mencampur sari buah dengan air mineral atau sebagainya. Air mineral yang bersih atau terhindar dari bakteri memiliki nilai ekonomi yang tinggi dibandingkan dengan air mineral yang kurang bersih. Karena itu perlu suatu upaya meningkatkan nilai tambah dari air mineral itu dikelola sebaik mungkin setelah kita memakai ( air di dalam galon sudah habis ) dengan cara membersihkan galon.

Salah satunya upaya permasalahan diatas adalah dengan membuat alat pembersih untuki galon air mineral agar terhindar dari bakteri atau meminimalisir terjadinya bakteri di dalam galon air mineral yang sudah dipakai terus diisi ulang kembali. Namun pada kenyataanya di lingkungan masih saja membersihkan galaon air mineral dengan cara diberi air terus digoyang-goyang tanpa disikat atau dibersihkan dalamnya galon kemudian langsung diisi ulang dengan air mineral yang baru. Oleh karena itu lebih efisiensi lagi apabila ada alat yang bisa mendukung para usaha pengisian air mineral agar lebih praktis dan lebih

(14)

dipercaya lagi usahanya dengan meminimalisir terjadinya bakteri di dalam galon sehingga galon menjadi bersih dan bebas dari bakteri. Tugas akhir ini membahas tentang perancangan dan pembuatan alat pembersih serta pengering galon berbasis arduino.

1.1 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas masalah yang timbul dari tugas akhir ini adalah,

1. Bagaimana perancangan dan pembuatan alat pembersih serta pengering

galon berbasis arduino

2. Bagaimana mengontrol kecepatan motor untuk sikat galon sehingga

didapatkan galon bersih sesuai yang diharapkan

3. Bagaimana mengontrol suhu untuk hairdryer sehingga didapatkan galon kering sesuai yang diharapkan

4. Bagaimana mengontrol galon naik turun dan berputar dengan

menggunakan motor agar sesuai yang diarapkan.

1.2 Batasan Masalah

Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula, dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan. Batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut,

1. Membuat perancangan alat pembersih serta pengering galon berbasis

arduino, yang dapat bersaing dengan alat lain dari segi cara pembuatan dan bentuk.

2. Menganalisis kinerja kecepatan motor untuk motor lift, motor sikat dan motor pemutar pada alat pembersih serta pengering galon berbasis arduino.

3. Menganalisis keluaran suhu dan mengontrol suhu yang keluar pada

(15)

1.3 Tujuan

Dalam tugas akhir ini, tujuan yang ingin dicapai yaitu :

1. Membuat perancangan alat pembersih serta pengering galon berbasis arduino,.

2. Menganalisis kinerja kecepatan motor dan keluaran tegangan serta arus untuk motor lift, motor sikat dan motor pemutar pada alat pembersih serta pengering galon berbasis arduino.

3. Mengontrol suhu yang keluar pada hairdryer agar didapatkan pengeringan yang sesuai keinginan.

1.4 Metodelogi

Metode pelaksanaan dalan penyusunan Tugas Akhir ini adalah :

1. Studi literatur menggunakan beberapa sumber informasi dari buku dan jurnal maupun media elektronik seperti internet.

2. Implementasi sistem dengan menentukan spesifikasi hardware motor , serta melakukan instalasi software.

3. Melakukan pengujian hardware pada sistem menggunkan Arduino dengan

sistem yang tidak menggunakan Arduino atau Manual.

4. Mengambil data dan menganalisis dari simulasi sistem yang telah diuji.

5. Mengambil kesimpulan hasil penelitian dari analisis data yang diperoleh dari pengujian sistem.

1.5 Sistematika Penulisan BAB I : Pendahuluan

Bab ini membahas tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metodelogi penelitian, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

(16)

BAB II : Landasan Teori

Bab ini membahas tentang landasan teori yang mendukung topik tugas akhir ini, hal tersebut meliputi

Arduino,Motor Dc, Memori Program dan Memori Data .

BAB III : Perancangan dan Pembuatan

Bab ini membahas tentang pengujian Hardware dari

sistem, serta pengambilan data dari sistem yang diuji. BAB IV : Pengujian dan Pengukuran

Bab ini membahas hasil dari data yang diambil dari seluruh sistem yang telah dibuat, serta memberikan kesimpulan dari sistem yang diuji.

BAB V : Kesimpulan dan Saran

Bab penutup berisi kesimpulan terkait dari tujuan yang ada, serta saran untuk pengembangan sistem dimasa yang akan datang.

(1)

DAFTAR LAMPIRAN



Datasheet 4N25



Datasheet BD139



Datasheet IRFZ44N



Datasheet LM35

(2)

DAFTAR PUSTAKA

|1| Abdul Kadir Heriyanto.”Algoritma Pemrograman menggunakan C++”

|2| Abdul kodir.“panduan praktis mempelajari aplikasi mikrokontroler dan

pemrogramanya menggunakan arduino”, 2012

|3| Heri andrianto.“program mikrokontroler Atmega16 menggunakan bahasa C”, |4| Hidayat, Sasongko, P.H, Sarjiya, Suharyanto.”Pemodelan dan Simulasi Adaptive |5| Jenis-jenis motor DC dan rangkaiannya diperoleh tanggal 9/08/2014 dari

http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211041arigustian/tag/motor-dc/

|6| Jenis, simbol, dan contoh bentuk fisik Saklar. diperoleh tanggal 01/10/2014 dari

http://electronicsclub.info/switches.htm

|7| Limit switch Simbol Dan Bentuk Limit Switch. Diperoleh tanggal 11/10/2014 darihttp://elektronika-dasar.web.id

|8| Main board arduino uno. Retrieved 7/09/2014 from

http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno

|9| Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS) Untuk Pengendalian Kecepatan Motor

DC Brushless”.ISSN:2085-6350, CITEE 2011

|10| Sensor Suhu IC LM35. Diperoleh tanggal 1/1/2015 dari http://sensorsuhuIC-LM35.com/suhu

|11| Spesifikasi hairdryer fleco. Diperoleh tangga 19/11/2014 dari

(3)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1 Latar Belakang

(4)

2 dipercaya lagi usahanya dengan meminimalisir terjadinya bakteri di dalam galon sehingga galon menjadi bersih dan bebas dari bakteri. Tugas akhir ini membahas tentang perancangan dan pembuatan alat pembersih serta pengering galon berbasis arduino.

1.1 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas masalah yang timbul dari tugas akhir ini adalah, 1. Bagaimana perancangan dan pembuatan alat pembersih serta pengering

galon berbasis arduino

2. Bagaimana mengontrol kecepatan motor untuk sikat galon sehingga didapatkan galon bersih sesuai yang diharapkan

3. Bagaimana mengontrol suhu untuk hairdryer sehingga didapatkan galon kering sesuai yang diharapkan

4. Bagaimana mengontrol galon naik turun dan berputar dengan menggunakan motor agar sesuai yang diarapkan.

1.2 Batasan Masalah

Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula, dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan. Batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut,

1. Membuat perancangan alat pembersih serta pengering galon berbasis arduino, yang dapat bersaing dengan alat lain dari segi cara pembuatan dan bentuk.

2. Menganalisis kinerja kecepatan motor untuk motor lift, motor sikat dan motor pemutar pada alat pembersih serta pengering galon berbasis arduino. 3. Menganalisis keluaran suhu dan mengontrol suhu yang keluar pada

(5)

3 1.3 Tujuan