BAB III
PERANCANGAN ALAT
3.1 Gambaran Umum
Pada tugas akhir ini akan dirancang sebuah prototype alat pengukur kelembabab dan suhu dengan menggunakan Arduino nano. Keluaran dari
prototipe berupa tampilan karakter pada LCD. Blok diagram alat yang dirancang dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem
Penjelasan blok sistem adalah sebagai berikut : •
Sensor DHT22 merupakan input yang akan membaca kelembaban dan suhu tempe
SENSOR
DHT22
ARDUINO NANO LCD
DRIVER
KIPAS
Universitas Sumatera Utara
• Nilai yang akan diolah oleh Arduino melalui pin Analog untuk
didapatkan nilai kelembaban yang sesuai. •
Arduino akan mengirimkan data untuk ditampilkan di LCD
Universitas Sumatera Utara
3.2 Flowchart Suhu dan Kelembaban Tempe
TIDAK YA
Gambar 3.2. Flowchart Kelembaban Suhu Tempe
start
Baca
Terbaca
Hitung Suhu
Hitung Kelembaban
Arduino Nano
Suhu
Hidup Kipas Mati Kipas
Selesai
Universitas Sumatera Utara
3.3 Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras, hal yang dilakukan dengan mengintegrasikan modul perangkat-perangkat dengan Arduino sebagai pemroses
data. Gambar 3.2 menunjukkan rangkaian keseluruhan prototipe alat yang akan
Gambar 3.3.Rangkaian Keseluruhan 3.3.1 Rangkaian Sensor DHT22
Pada perancangan ini, rangkaian sensor DHT22 dikoneksikan dengan Arduino sebagai pusat kontrol melalui pin Analog.
Gambar 3.4.Rangkaian Sensor DHT22
Universitas Sumatera Utara
3.3.2 Rangkaian LCD
Modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks yang kita tuliskan ke modul LCD akan disimpan didalam memory ini,
dan modul LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke modul LCD itu sendiri.
Gambar 3.5 Peta Memory LCD character 2x16
Pada peta memori diatas, daerah yang berwarna biru 00 sd 0F dan 40 sd 4F adalah display yang tampak. Jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris
dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar. Dengan demikian dapat dilihat karakter
pertama yang berada pada posisi baris pertama menempati alamat 00h dan karakter kedua yang berada pada posisi baris kedua menempati alamat 40h.
Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h dengan demikian
untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada memory harus ditambahkan dengan 80h. Sebagai contoh, jika kita ingin menampilkan huruf “A” pada baris
kedua pada posisi kolom ke sepuluh, maka sesuai dengan peta memory, posisi karakter pada kolom 10 dari baris kedua mempunyai alamat 4Ah, sehingga
sebelum kita menampilkan huruf “A” pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat
Universitas Sumatera Utara
80h + 4Ah = 0Cah. Sehingga dengan mengirim perintah 0Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan kolom ke 10.
3.3.3 LED
Lampu LED adalah dioda pemancar cahaya LED produk yang dirakit menjadi lampu atau lampu untuk digunakan dalam perlengkapan pencahayaan.
lampu LED memiliki umur dan efisiensi listrik yang beberapa kali lebih lama dari lampu pijar, dan secara signifikan lebih efisien daripada kebanyakan lampu neon,
dengan beberapa chip mampu memancarkan lebih dari 300 lumen per watt seperti yang diklaim oleh Cree dan beberapa produsen LED lain.
Beberapa lampu LED dibuat untuk menjadi pengganti drop-in langsung kompatibel untuk lampu pijar atau lampu neon. Sebuah kemasan lampu LED
dapat menunjukkan output lumen, konsumsi daya dalam watt, suhu warna dalam kelvin atau keterangan misalnya hangat putih, kisaran suhu operasi, dan
kadang-kadang setara watt dari lampu pijar output bercahaya serupa. Kebanyakan LED tidak memancarkan cahaya ke segala arah, dan
karakteristik directional mereka mempengaruhi desain lampu, meskipun lampu omnidirectional yang memancarkan cahaya lebih sudut 360 ° menjadi lebih
umum. Output cahaya LED tunggal kurang dari yang pijar dan lampu neon kompak; di sebagian besar aplikasi beberapa LED digunakan untuk membentuk
sebuah lampu, meskipun versi daya tinggi lihat di bawah menjadi tersedia.
3.3.4 Power Supply
Pencatu daya ini adalah mengubah tegangan AC menjadi tegangan AC lain yang lebih kecil dengan bantuan
Transformator . Tegangan ini kemudian
Universitas Sumatera Utara
disearahkan dengan menggunakan rangkaian penyearah
tegangan, dan di bagian akhir ditambahkan
kondensator sebagai penghalus tegangan sehingga tegangan
DC yang dihasilkan oleh pencatu daya jenis ini tidak terlalu bergelombang.
Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply 3.3.5 Papan PCB
Layout PCB adalah bagian yang berfungsi untuk merakit komponen- komponen elektronika menjadi rangkaian elektronika. Layout PCB atau dengan
bahasa lain Papan Rangkaian Tercetak adalah hasil penerapan skema rangkaian elektronika yang telah disesuaikan dengan bentuk fisik komponen dan tata letak
komponen elektronika untuk membuat suatu sistem atau fungsi pemroses sinyal.
Gambar 3.7 Rangkaian Papan PCB
Universitas Sumatera Utara
3.3.6 SKEMA LCD
Gambar 3.7 Rangkaian Skema LCD
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL PEMBAHASAN ANALISA
4.1 Pengujian AlatPerangkat Pengujian perangkat dilakukan dengan pengecekan pada masing-masing
perangkat yang dirancang serta pengujian komponen penunjang lainnya. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi perangkat yang dirancang.
4.1.1 Pengujian Rangkaian arduino
Pengujian ini menggunakan arduini promini Berikut ini program nya :
Blink Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.
Most Arduinos have an on-board LED you can control. On the Uno and Leonardo, it is attached to digital pin 13. If youre unsure what
pin the on-board LED is connected to on your Arduino model, check the documentation at http:arduino.cc
Universitas Sumatera Utara
This example code is in the public domain. modified 15 Juli 2016
by Scott Fitzgerald
the setup function runs once when you press reset or power the board void setup {
initialize digital pin 13 as an output. pinMode13, OUTPUT;
} the loop function runs over and over again forever
void loop { digitalWrite13, HIGH; turn the LED on HIGH is the voltage level
delay1000; wait for a second digitalWrite13, LOW; turn the LED off by making the voltage LOW
delay1000; wait for a second }
Program ini bertujuan untuk menghidupkan mematikan LED pada board arduino yg terletak pada pin 13.
Universitas Sumatera Utara
Hasil : arduino dapat menghidupkanmematikan led selama 1 detik dan terbukti arduino bisa mengontrol sesuatu, dalam hal ini adalah waktu penyalaan LED.
4.1.2 Pengujian LCD
Pengujian LCD pada proyek ini dimaksudkan untuk mengecek apakah data yang dibutuhkan dapat diproses dan ditampilkan hasilnya pada LCD sehingga dapat
diketahui jika ada kesalahan pada data yang dihasilkan. Berikut ini merupakan potongan listing program pengujian LCD :
LiquidCrystal Library - Hello World
Demonstrates the use a 16x2 LCD display. The LiquidCrystal library works with all LCD displays that are compatible with the
Hitachi HD44780 driver. There are many of them out there, and you can usually tell them by the 16-pin interface
This sketch prints Hello World to the LCD and shows the time.
The circuit: LCD RS pin to digital pin 12
Universitas Sumatera Utara
LCD Enable pin to digital pin 11 LCD D4 pin to digital pin 5
LCD D5 pin to digital pin 4 LCD D6 pin to digital pin 3
LCD D7 pin to digital pin 2 LCD RW pin to ground
LCD VSS pin to ground LCD VCC pin to 5V
10K resistor: ends to +5V and ground
wiper to LCD VO pin pin 3 Library originally added 18 Apr 2008
by David A. Mellis library modified 5 Jul 2009
by Limor Fried http:www.ladyada.net example added 9 Jul 2009
by Tom Igoe modified 22 Nov 2010
Universitas Sumatera Utara
by Tom Igoe This example code is in the public domain.
http:www.arduino.ccenTutorialLiquidCrystal
include the library code: include LiquidCrystal.h
initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd12, 11, 5, 4, 3, 2;
void setup { set up the LCDs number of columns and rows:
lcd.begin16, 2; Print a message to the LCD.
lcd.printhello, world; }
void loop { set the cursor to column 0, line 1
note: line 1 is the second row, since counting begins with 0: lcd.setCursor0, 1;
Universitas Sumatera Utara
print the number of seconds since reset: lcd.printmillis 1000;
} Hasil pengujian dari program tersebut menempatkan cursor pada awal LCD dan
menampilkan tulisan “HELLO WORLD”
4.1.3 Pengujian Rangkaian Sensor dht22
Pengujian sensor amenggunakan serial monitor sebagai penampil data sensor. Berikut program yang digunakan untuk menguji sensor DHT22
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
include DHT.h include LiquidCrystal.h
define DHTPIN 2 define DHTTYPE DHT22
DHT dhtDHTPIN, DHTTYPE;
ke arah lcd LiquidCrystal lcd12, 11, 10, 9, 8, 7;
float temp, humd; int i;
void setup {
pinMode2, INPUT; Serial.begin9600;
Serial.printlnDHT kita coba; dht.begin;
lcd.begin16, 2; temp = 0;
humd = 0; lcd.setCursor0, 0;
lcd.printTEs DIcoba ; lcd.setCursor0 ,1;
lcd.printD3 MEtrologi; delay5000;
Universitas Sumatera Utara
lcd.clear; delay2000;
}
void loop {
delay2000; float h = dht.readHumidity;
float t = dht.readTemperature; float f = dht.readTemperaturetrue;
jika terjadi kessalahan if isnanh || isnant || isnanf
{ Serial.printlngagal baca sensor;
return; }
panas index float hi = dht.computeHeatIndexf, h;
lcd.setCursor0,0; lcd.printSuhu : ;
lcd.printt;
lcd.setCursor0, 1; lcd.printklembapn :;
Universitas Sumatera Utara
lcd.printh;
Serial.printHumidity: ; Serial.printh;
Serial.print \t; Serial.printTemperature: ;
Serial.printt; Serial.print C ;
Serial.printf; Serial.print F\t;
Serial.printHeat index: ; Serial.printhi;
Serial.println F;
include LiquidCrystal.h LiquidCrystal lcd12, 11, 10, 9, 8, 7;
int state1 = HIGH; int state2;
float rps; float rpm;
long prevMillis = 0; long interval = 200;
long currentTime; long prevTime = 1;
long diffTime; int sensorthreshold = 30;
Universitas Sumatera Utara
void setup {
Lcd.begin16, 2; Serial.begin9600;
pinMode13,OUTPUT; pinLed sebagai penanda lcd.setCursor0, 0;
lcd.printTes baca; lcd.setCursor0, 1;
lcd.printD3 MEtrologi; delay2000;
lcd.clear; delay2000;
} void loop
{ sensorvalue = analogRead0; baca dari A0 pin 0
ifsensorvalue sensorthreshold state1 = HIGH;
else state1 = LOW;
digitalWrite13,state1; ifstate2=state1
{ if state2state1
{ currentTime = micros;
diffTime = currentTime - prevTime; rps = 1000000diffTime;
rpm = 60000000diffTime;
unsigned long currentMillis = millis; ifcurrentMillis - prevMillis interval{
Universitas Sumatera Utara
prevMillis = currentMillis; Serial.printrps; Serial.print rps ; Serial.printrpm; Serial.println
rpm; }
prevTime = currentTime; }
state2 = state1; }
lcd.setCursor0, 0; lcd.printrps;
lcd.setCursor0, 1; lcd.print0, 1;
delay100; }
4.1.4 Pengujian Secara Keseluruhan
Pengujian keseluruhan sistem dilakukan setelah semua rangkaian dan perangkat lunak diintegrasikan menjadi satu sistem. Pengujian ini bertujuan untuk
menunjukkan bahwa perancangan sesuai dengan target awal pembuatannya. Hasil pengujian yang ingin dicapai adalah sebagai berikut:
1. Sistem dapat mengukur kelembaban dan suhu tempe 2. Sistem dapat mengolah data pada arduino
4.2 Data Percobaan
No SUHU KELEMBABAN BLOWER
1 30.4
58.4
HIDUP
2 30.2
57.6
HIDUP
3 30.1
57.8
HIDUP
Universitas Sumatera Utara
4 30.0
58.7
HIDUP
5 30.0
58.6
HIDUP
6 29.9
59.3
HIDUP
7 29.9
59.9
HIDUP
8 29.9
60.0
HIDUP
9 29.8
60.0
HIDUP
10 29.8
61.8
HIDUP
11 29.8
61,5
HIDUP
12 29.8
62.8
HIDUP
13 29.7
62.5
HIDUP
14 29.6
64.4
HIDUP
15 29.6
65.2
MATI
16 29.6
66.6
MATI
17 29.5
67.1
MATI
18 29.5
61.5
HIDUP
19 29.5
61.4
HIDUP
20 29.5
61.0
HIDUP
21 29.5
60.6
HIDUP
22 29.6
60.6
HIDUP
23 29.6
60.6
HIDUP
24 29.6
60.5
HIDUP
25 29.7
60.6
HIDUP
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 Tampilan awal
Gambar 4.2 Secara Keseluruhan
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil ujicoba dalam Pembuatan Sistem Suhu dan kelembaban untuk optimasi Proses Pembuatan Tempe berbasis arduino nano dapat diambil beberapa
kesimpulan, antara lain: 1.
Untuk mendeteksi suhu dan kelembaban didalam inkubator fermentasi tempe dibutuhkan sebuah alat yang dapat membaca suhu dan kelembaban
yaitu menggunakan sensor Dht22. 2.
Dari hasil pengujian sistem yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa suhu dan kelembaban didalam inkubator dapat berubah mengikuti suhu
dan kelembaban yang ada diluar inkubator,pengaturan batas suhu dan kelembaban di atur didalam program juga dapat di rubah menggunakan
tombol yang ada di arduino nano,batas suhu untuk mengaktifkan heater yaitu kurang dari 31°C jika lebih dari 31°C dan 37°C maka heater akan
mati dan blower akan aktif, batas kelembaban untuk mengaktifkan water heater yaitu kurang dari 70 dan jika lebih dari 80 maka water heater
akan mati dan blower akan aktif, 3.
Dari percobaan fermentasi tempe didapatkan Perbedaan untuk hasil pengujian pembuatan secara otomatis dengan manual adalah terletak pada
faktor suhu maupun kelembaban. Dengan metode On-Off sudah cukup bagus dalam pengontrolan selama proses pembuatan tempe, karena selisih
Universitas Sumatera Utara
6°C pada inkubator tidak terlalu mempengaruhi hasil pematangan tempe, tetapi hanya mempengaruhi lama tidaknya tempe matang.
5.2 Saran Sebagai saran untuk pengembangan lebih lanjut, pembuatan Sistem Suhu dan
Kategori