karakteristik kepekaan terhadap penguatan yang tinggi juga memiliki tingkat suhu operasi yang tinggi yakni hingga 200
o
C. Untuk meredam panas yang timbul maka dua buah transistor ini diletakkan pada plat dan kipas pendingin.
Gambar 18. Rangkaian khas DAC0808 dengan Op-Amp
4.4 Disain Driver Motor AC
Driver motor AC terdiri atas mikrokontroler AT89C51, rangkaian Comparator LM339 yang difungsikan sebagai zero crossing detector dan rangkaian triac
optocoupler sebagai teknik kontrol tegangan keluaran yang bervariasi.
3 12
5 4
1K 10 K
1K
LM 339
1K
5
Gambar 19. Rangkaian driver motor AC untuk kipas Rangkaian pembanding tegangan LM339 sebagai pengubah gelombang sinus
menjadi gelombang segiempat selanjutnya dibaca oleh mikrokontroler AT89C51 untuk menentukan waktu zero crossing. Setelah zero crossing terdeteksi, maka
33
AT89C51 akan menonaktifkan triac selama 0 – 49 mdetik berdasarkan keluaran fuzzy. Hal ini akan menghentikan aliran arus ke motor sehingga putaran motor akan
berkurang. Dengan demikian variasi besaran nilai tunda setelah triac di ”trigger” akan menyebabkan perubahan kecepatan putar pada motor.
Gambar 20. Skema teknik delay bentuk gelombang tegangan AC Pada gambar 20 diberikan bentuk gelombang untuk dua buah kondisi yakni
waktu tunda delay 20 ms dan 40 ms. Pada kondisi pertama yakni waktu tunda 20 ms siklus positif keluaran tegangan AC adalah 60 dari input sehingga hanya 60 arus
yang diteruskan ke beban garis putus-putus pada bentuk gelombang sinus menunjukkan gelombang tegangan AC yang telah dipotong. Gelombang kotak
merupakan tegangan keluaran mikrokontroler yang berfungsi sebagai driver dan gelombang sinus merupakan tegangan keluaran rangkaian triac yang sampai ke beban.
Pada kondisi kedua yakni waktu tunda delay 40 ms, siklus keluaran sebesar 20 dari input sehingga hanya 20 arus yang diteruskan ke bebanmotor. Perubahan
persentase arus inilah yang menyebabkan perubahan putaran pada motor AC.
4.5 Hasil Disain Sistem Kendali Logika Fuzzy 4.5.1. Perangkat Keras
Sistem kendali fuzzy didisain dalam satu papan akrilik berukuran 32 x 27 cm dengan 4 buah trafo sebagai sumber catu daya. Trafo 2 Amp sebagai sumber catu daya
untuk DT51 Petrafuz ver 3.3, AT89C51 dan modul lain seperti LCD, Keypad dan
34
sensor SHT75. Trafo 5 Amp sebagai sumber catu daya kopel untuk driver motor DC DAC0808 dan kipas pendingin komponen khususnya regulator tegangan DC. Trafo
CT 1 Amp sebagai sumber catu daya yang akan dicacah untuk keperluan motor AC dan trafo CT 10 Amp sebagai sumber catu daya untuk motor DC.
Pada sistem ini terdapat DT51 PetraFuz ver 3.3 yang bertindak sebagai mikrokontroler utama dan AT89C51 sebagai mikrokontroler pendamping.
Mikrokontroler utama berfungsi sebagai unit distributor data, penulisan dan pembacaan sensor SHT75 secara digital melalui port Control, pembacaan input
keypad melalui port C dan peragaan LCD melalui port LCD serta sistem akuisisi data ke komputer personal melalui port serial. Mikrokontroler pendamping berfungsi
sebagai driver motor AC yang akan menerima keluaran fuzzy dari parameter kelembaban melalui port 2. Mekanisme ini dirancang untuk menjaga kontinyuitas
keluaran AT89C51 ke rangkaian triac melalui optocoupler sambil menunggu update data keluaran fuzzy dalam selang waktu tertentu dari port A DT51 Petrafuz. Keluaran
fuzzy dari parameter suhu selanjutnya diubah ke besaran analog oleh DAC0808 melalui port B untuk menggerakkan motor DC. Konfigurasi masing-masing modul
pada DT51 Petrafuz diilustrasikan dengan gambar berikut. a. Modul SHT75.
Sebuah chip SHT75 memiliki 4 buah pin yakni pin 1: SCK, pin 2: VDD, pin 3: GND dan pin 4: DATA. Pin 1 dan 4 selanjutnya dihubungkan masing-masing
dengan port 3.2, 3.4 dan port 3.3, 3.5 DT51 Petrafuz sedangkan pin 2 dan 3 dengan catu daya.
Gambar 21. Konfigurasi sensor SHT75 pada DT51 Petrafuz
35
b. Modul LCD LCD memiliki port tersendiri pada DT51 Petrafuz sehingga pemasangan dapat
dilakukan dengan kabel pelangi 10 pin yang ujungnya dilekatkan pada ampenol LCD dan konektor port pada ujung lainnya. Jenis LCD yang digunakan memiliki
maksimum 16 karakter dan 2 baris
Gambar 22. Konfigurasi LCD pada DT51 Petrafuz Sebuah LCD tipe LMB162A memiliki konfigurasi 16 pin dengan spesifikasi
masing-masing seperti pada tabel 4. Tabel 4. Konfigurasi pin LMB162A
Pin No Symbol
Details 1 GND
Ground 2
Vcc Supply Voltage +5V
3 Vo Contrast
adjustment 4
RS 0-Control input, 1- Data input
5 RW Read
Write 6 E
Enable 7 to 14
D0 to D7 Data
15 VB1 Backlight
+5V 16 VB0
Backlight ground
c. Modul Keypad Keypad 4x4 dihubungkan dengan kabel pelangi 8 pin ke port C DT51 Petrafuz.
Kedua ujung kabel terlebih dahulu dilengkapi dengan konektor ke keypad dan konektor ke port DT51 Petrafuz. Sebuah konektor melayani 2 port yang terdiri atas
16 pin. Pemanfaatan hanya sebuah port yang terdiri atas 8 pin adalah dengan memisahkan atau memotong separuh dari kabel pelangi 16 pin.
36
Gambar 23. Konfigurasi Keypad pada DT51 Petrafuz d. Modul Driver Motor DC
Driver motor DC dihubungkan dengan kabel pelangi 8 pin ke DT51 Petrafuz melalui port B. Sedangkan pada modul driver motor DC dihubungkan ke jalur data
DAC0808. Keluaran DAC0808 berupa besaran tegangan analog selanjutnya melalui rangkaian penguat Op-Amp LF353N dan rangkaian regulator tegangan atau
switching .
AT89C51
Driver Motor AC
Driver Motor DC
Gambar 24. Konfigurasi driver motor DC pada DT51 Petrafuz
Gambar 25. Regulator Tegangan 2N3055 dengan pendingin
37
e. Modul Driver Motor AC Seperti halnya driver motor DC, driver motor AC juga dihubungkan dengan
kabel pelangi 8 pin ke DT51 Petrafuz melalui port A. Dengan demikian port A dan port B menggunakan sebuah konektor kabel 16 pin yang akan terbagi 2 menjadi 8
pin ke driver motor DC DAC0808 dan 8 pin ke driver motor AC yakni pin data pada mikrokontroler kedua AT89C51, Gambar 24.
Zero crossing tegangan disusun dalam mikrokontroler kedua AT89C51 yang
berhubungan dengan rangkaian komparator LM339 dan triac optocoupler untuk selanjutnya menggerakkan motor AC berupa blower.
Gambar 26. Rangkaian Triac dan Zero Crossing Detector tegangan AC
f. Akuisisi Data Proses akuisisi data dilakukan dengan menghubungkan DT51 Petrafuz ke
personal komputer melalui port serial. DT51 Petrafuz sebagaimana DT51 Minsys lainnya hanya menyediakan jalur data tipe serial untuk keperluan komunikasi dua
arah bidirectional. Pengujian sistem kendali algoritma fuzzy berdasarkan personal komputer dilakukan melalui jalur data ini.
Gambar 27. Akuisisi Data DT51 Petrafuz dengan Personal Komputer
38
4.5.2. Perangkat Lunak a. Assembler
Pengaktifan beberapa modul seperti pembacaan sensor SHT75 sebagai sumber data, keypad sebagai sumber data set point, peragaan LCD dan jalur data dua arah
pada serial port oleh DT51 Petrafuz dilakukan dengan menyusun perintah dalam bahasa assembler 8051. Perintah disusun dalam file text editor kemudian dikonversi ke
file hex melalui assembler 8051. Pemrograman didahului dengan perintah pengaktifan DT51 Petrafuz,
pembacaan dua buah sensor SHT75 pada setiap selang waktu 5 detik untuk diolah dan dikirim ke menu tampilan suhu dan RH serta pengiriman data ke serial port. Program
pembacaan dan penulisan pada LCD 16x2 serta pembacaan tombol keypad 4x4. Disamping itu terdapat perintah pembacaan output fuzzy dari serial port untuk
dilanjutkan ke driver motor DC dan AC. Pada mikrokontroler kedua yakni AT89C51 juga terdapat program assembler khusus untuk driver motor AC yang terdiri atas Zero
Crossing Detector dan triac firing.
Perintah keseluruhan modul tercantum pada lampiran 1 yang merupakan perintah utuh assembler untuk perangkat keras sistem kendali ini.
b. Simulasi Logika Fuzzy
Program simulasi dikembangkan untuk memperoleh sebuah algoritma fuzzy yang secara spesifik sesuai dengan disain kendali yang diinginkan sebelum algoritma
tersebut dijalankan pada sistem yang sebenarnya. Simulasi ini dilakukan pada sebuah disain antar muka menggunakan program bahasa Delphi 7.0.
Disain antar muka mencakup input set point suhu dan kelembaban, tampilan grafik dan tampilan pergerakan suhu, RH dan output fuzzy. Dalam simulasi ini
dibangkitkan data yang meniru sensor SHT75 menghasilkan data suhu dan RH yang kemudian diolah melalui algoritma fuzzy. Data hasil pengolahan selanjutnya
ditampilkan dalam bentuk pergerakan data dan grafik sehingga memungkinkan untuk dianalisa sesuai dengan sistem pengendalian yang didisain.
Pembangkitan data dilakukan dengan memanfaatkan timer dan generator data pada Delphi 7.0 serta selang suhu dan RH mengikuti kondisi ekstrim yang mungkin
terjadi secara ril. Disamping itu pula dimungkinkan terjadinya data suhu dan RH yang
39
menurun atau naik dengan selang yang teratur, dan selang suhu yang melonjak serta data yang berubah arah arah naik berubah turun dan sebaliknya. Data suhu yang
demikian dapat memperlihatkan respon fuzzy yang terjadi sehingga semua kemungkinan output fuzzy telah melalui proses analisa yang cermat.
Gambar 28. Antar muka simulasi algoritma fuzzy Program simulasi algoritma fuzzy dieksekusi sehingga menampilkan antar
muka yang memungkinkan operator memasukkan nilai set point suhu dan RH. Nilai set point suhu dan RH secara default sendiri diberikan sehingga program dapat
langsung melakukan perhitungan dan menampilkan hasil. Nilai default set point suhu sebesar 60
o
C berdasarkan data suhu udara pengering yang direkomendasikan Cakraverty Singh, 2001 dimana pengeringan jagung untuk pangan maksimum 54
o
C dan untuk pakan maksimum 82
o
C. Nilai 60
o
C berada pada selang nilai suhu udara pengering untuk pakan yakni 55 – 82
o
C disamping pertimbangan kemampuan pembangkitan panas dari sistem tungku berbahan bakar tongkol jagung yang secara
alamiah memiliki nilai kalor yang terbatas. Sedangkan nilai default RH sebesar 45 berdasarkan data referensi pengeringan sebelumnya Mulyantara, 2008 dimana RH
udara dalam ruang pengering minimum yang terjadi sebesar 51,0 . Dengan demikian nilai default set point RH 45 mengandung upaya untuk menurunkan lebih dari nilai
RH yang terjadi secara alamiah.
40
Selain pengkondisian proses pembangkitan data, juga dilakukan pengkondisian data yang menjadi input peralatan analog pada motor DC dan AC. Hal ini dilakukan
agar output fuzzy menjadi data yang sesuai dengan besaran input peralatan yang digunakan yakni dalam bentuk selang tegangan penyesuaian tegangan.
c. Algoritma Fuzzy dengan Data Sensor SHT75
