RANCANG BANGUN PROTEKSI MESIN MOBIL TERHADAP PANAS (OVER HEATING) DAN PERINGATAN TERHADAP PERUBAHAN TEGANGAN UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN AKI

ABSTRAK

RANCANG BANGUN PROTEKSI MESIN MOBIL TERHADAP PANAS (OVER HEATING) DAN PERINGATAN TERHADAP PERUBAHAN

TEGANGAN UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN AKI

Oleh Moh Cahyonyo

Detektor suhu dan tegangan pada sebuah mobil adalah hal yang wajib ada pada setiap mobil. Pada mobil-mobil lama (tahun pembuatan 2000 ke bawah) indikator tersebut hanya berupa jarum penunjuk dengan skala. Kekurangan penggunaan meter analog ini adalah kebanyakan pengendara kurang memperhatikan meter analog ini, kebanyakan baru menyadari setelah terjadi kejanggalan pada kondisi mesin. Apabila mobil mengalami suhu berlebih dan tidak ditangani secara cepat dapat menimbulkan over heating.

Alat ini dapat membaca nilai suhu menggunakan sensor suhu LM35 dan mampu menjaga mesin selalu berada pada suhu optimalnya. Pada sistem ini dipasang pula sensor tegangan untuk membaca nilai tegangan baterai. Besarnya nilai suhu dan tegangan ditampilkan pada LCD 2x16.

Sensor tegangan digunakan untuk membaca besaran nilai tegangan pada aki mobil. Sistem akan memberikan peringatan berupa suara buzzer ketika pembacaan nilai tegangan berada dibawah 11 volt dan berada diatas 14.5 volt. Sensor LM35 berfungsi melakukan pembacaan suhu pada cairan pendingin. Ketika suhu masih berada dibawah 870_{C maka sistem belum akan mengkatifkan kipas. Ketika suhu} mencapai 870_{C, maka ada respon dari mikrokontroler untuk mengaktifkan relay} sehingga mengaktifkan kipas tambahan (extra fan). Jika dengan hidupnya kipas tambahan belum mampu menurunkan suhu mesin dan suhu mesin terus menerus naik, maka pada suhu 900_{C akan terdapat peringatan bunyi dari buzzer yang} mengindikasikan bahwa kendaraan berada dalam suhu panas yang tidak normal. Dan ketika suhu masih terus naik dan mencapai suhu 1000 _{C, maka sistem akan} mematikan mesin secara paksa karena pada suhu mesin yang mencapai suhu over heating akan menyebabkan biaya perbaikan yang jauh lebih besar.

ABSTRACT

DESIGN ENGINE CAR PROTECTION AGAINST OVER HEATING AND WARNING AGAINST VOLTAGE CHANGES TO PREVENT BATTERY

DAMAGE

By Moh Cahyonyo

Temperature and voltage detector in a car is a must exist in every car. In the old cars (year of manufacture under 2000) indicators are just a pointer with a scale. Disadvantages use analog meter is mostly driver pay less attention to this, most realize after the irregularities on the condition of the engine. If the car had an excess temperature and not treated quickly can lead to over heating.

This tool can read the value of temperature using LM35 temperature sensor and is able to keep the engine always at the optimum temperature. In this system also installed a voltage sensor to read the battery voltage value. temperature and voltage value displayed on the LCD 2x16.

Voltage sensors are used to read the value of the voltage of the car battery. The system will give a warning buzzer sounds when the reading value of the voltage is below 11 volts and is above 14.5 volts. LM35 sensor functions do temperature readings on coolant. When the temperature is below the 870_{C then the system will} not activate the fan. When the temperature reaches 870_{C, then there is a response} from the microcontroller to activate a relay that activates an extra fan. If the extra fan has not been able to lower the engine temperature and the engine temperature continue to rise up, then at a temperature of 900C there will be a warning sound of the buzzer which indicates that the vehicle is in an abnormal heat. And when the temperature continues to rise and reaches temperatures of 1000 C, the system will shut off the engine forcibly because the engine temperature reaches a temperature of over heating will cause the cost of repair is much greater.

\

RANCANG BANGUN PROTEKSI MESIN MOBIL TERHADAP

PANAS (OVER HEATING) DAN PERINGATAN TERHADAP

PERUBAHAN TEGANGAN UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN

AKI

Oleh

MOH CAHYONYO

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 1 September 1991, sebagai anak pertama dari tiga bersaudara, dari Bapak Sigit Rusharminta (alm) dan Ibu Muji Slamet. Pendidikan di Sekolah Dasar di SDN 2 Rajabasa diselesaikan pada tahun 2003, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTPN 22 Bandarlampung diselesaikan pada tahun 2006, dan Sekolah Menengah Kejuruan di SMK 2 Mei Bandarlampung dengan mengambil jurusan Teknik Mekanik Otomotif diselesaikan pada tahun 2009.

Pada tahun 2009, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri). Pada semester 5 penulis memilih Konsentrasi Sistem Isyarat Elektronika sebagai fokus dalam perkuliahan dan penelitian. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di lembaga kemahasiswaan Himatro (Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro) sebagai anggota Divisi Penelitian dan Pengembangan tahun 2009-2010. Kemudian di tahun 2010-2011 penulis menjabat sebagai Kepala Divisi Penelitian dan Pengembangan di Himatro. Selain itu penulis juga merupakan asisten praktikum teknik digital. Pada tahun 2013 penulis melaksanakan Kerja Praktik (KP) di CV. 2M Advertising untuk menambah

pengalaman di dunia kerja sesungguhnya. Selama Kerja Praktik penulis banyak belajar di dunia Advertising terutama bidang kendali elektronik.

Penulis tergabung juga dalam tim URO (Unila Robotika dan Otomasi) dan telah mengikuti berbagai macam perlombaan tingkat nasional. Diantaranya Kontes Robot Cerdas Indonesia 2010, 2012 divisi berkaki serta tergabung dalam tim Kontes Robot Terbang Indonesia 2013 dan berhasil meraih juara 2.

“Bersyukurlah Untuk Setiap

Tantangan…Karena Itu Akan Membangun

Kekuatan Dan Karaktermu”

Jangan letakkan keinginan

besarmu diatas keberanianmu

yang kecil

Jalani saja tanggung jawabmu dengan versi terbaik

menurutmu :D

Kupersembahkan Karya Kecil dan Sederhana Ini Untuk

Ayah Dan Ibuku Tercinta ;

Sigit Rusharminta (Alm)

&

Muji Slamet

atas ketulusan, kasih sayang, doa dan semua pemberian

yang tiada henti...

Tak lupa untuk adik-adikku tersayang ;

Agus Priyono & Tri Harjoko

SANWACANA

Puji syukur kehadirat ALLAH SWT, Karena berkat rahmat dan hidayah-NYA penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi dengan judul “Rancang Bangun Proteksi Mesin Mobil Terhadap Panas (Over Heating) Dan Peringatan Terhadap Perubahan Tegangan Untuk Mencegah Kerusakan Aki” merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung. Penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran yang bersifat membangun bila terdapat kekurangan dalam skripsi ini.

Selama melaksanakan penelitian, penulis banyak mendapatkan pengalaman yang sangat berharga. Penulis juga telah mendapat bantuan baik moril, materi, bimbingan, petunjuk serta saran dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknik; 2. Bapak Agus Trisanto, Ph. D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro; 3. Ibu Herlinawati, S.T, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro;

4. Bapak Yuliarto Raharjo, S.T., M. T. selaku Pembimbing Utama atas kesediaannya meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses penyelesaian tugas akhir ini;

5. Bapak Syaiful Alam, S. T., M. T. selaku Pembimbing Kedua atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses penyelesaian tugas akhir ini;

6. Bapak Ageng Sadnowo, S.T., M.T. selaku Penguji Utama tugas akhir. Terima Kasih atas bimbingan, masukan dan saran-sarannya dalam tugas akhir ini;

7. Bapak Muhamad Komarudin, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik atas

kesediaannya membimbing penulis dan selalu memberi semangat;

8. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung atas pengajaran dan bimbingannya yang diberikan selama ini kepada penulis;

9. Mbak Ning beserta seluruh jajarannya atas semua bantuannya menyelesaikan urusan administrasi di Teknik Elektro Universitas Lampung selama ini; 10.Kedua orang tua penulis, Almarhum Ayahanda dan Ibunda tercinta yang

senantiasa memberikan dukungan, cinta dan kasih sayang sehingga penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini;

11.Adik penulis, Agus dan Joko serta seluruh keluarga besarku yang tidak dapat disebut satu persatu, atas segala kasih sayang, perhatian, dukungan dan pengorbanannya selama penulis menyelesaikan kuliah;

12.Saudara-saudara seperjuangan di lab Supriyadi, Akhmad Harry Susanto, Aris Susilo atas segala dukungan, motivasi dan selalu menemani penulis dalam suka maupun duka;

14.Seluruh punggawa Teknik Elektro 2009 “Terimakasih” atas kebersamaan dan dukungannya, kalian adalah sahabat-sahabat ELEKTRO yang luar biasa; 15.Seluruh Keluarga Besar Laboratorium Terpadu Teknik Elektro yang telah

bersama-sama sebagai penghuni lab dengan segala keriangannya;

16.Semua pihak yang telah membantu serta mendukung penulis dari awal kuliah hingga terselesaikannya tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu;

17.Almamater tercinta, atas kisah hidup yang penulis dapatkan semasa kuliah. Semoga kebaikan, kemurahan hati dan bantuan yang telah diberikan semua pihak mendapat balasan yang setimpal dari ALLAH SWT dan semoga hari-hari kita selalu indah dan menjadi lebih baik lagi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang. Akhirnya, semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Bandar Lampung, 29 Juni 2015 Penulis,

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR GAMBAR ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 3

1.3. Manfaat Penelitian ... 3

1.4. Rumusan Masalah ... 4

1.5. Batasan Masalah ... 5

1.6. Hipotesis ... 5

1.7. Sistematika Penulisan ... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Detektor Suhu Mesin dan Tegangan ... 7

2.2. Fuel Pump... 8

2.3. Solenoid ... 9

2.4. Thermostat ... 10

2.6. LM 35 ... 12

2.6.1 Struktur Sensor LM 35 ... 13

2.6.2 Karakteristik Sensor LM 35 ... 14

2.6.3 Prinsip Kerja Sensor LM 35 ... 16

2.6.4 Kelebihan dan Kekurangan Sensor LM 35 ... 16

2.7 Mikrokontroler Atmega 8... 17

2.7.1 Konfigurasi Pin Atmega 8 ... 18

2.7.2 Memori AVR Atmega ... 24

2.7.3 Timer/Counter 0 ... 26

2.8 Relay ... 26

2.9 Penampil LCD (Liquid Cristal Display) ... 27

2.10 Pembagi Tegangan ... 29

2.11 Regulator 7805 ... 30

2.12 Temperature Sender ... 31

2.13 Transistor ... 32

2.14 Dioda ... 34

III. METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 36

3.2. Alat dan Bahan ... 36

3.3. Langkah-Langkah Kerja Perancangan ... 37

3.4. Spesifikasi Alat ... 41

3.5. Blok Diagram Rangkaian ... 41

3.6. Perancangan Perangkat Keras ... 43

iii

3.6.2 Rangkaian LCD dan Buzzer ... 44

3.6.3 Rangkaian Pembagi Tegangan ... 45

3.6.4 Rangkaian Sensor Suhu ... 46

3.6.5 Rangkaian Relay ... 47

3.7. Perancangan Perangkat Lunak ... 48

3.8. Diagram Alir sistem ... 49

3.9. Metode Pengujian dan Kalibrasi ... 50

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil ... 52

4.1.1. Rangkaian Skematik Utama ... 53

4.1.2. Perangkat Pengendali Utama ... 56

4.1.3. LCD (Liquid Crystal Display) ... 58

4.1.4. Sensor Tegangan ... 58

4.1.5. Sensor Suhu ... 61

4.1.6. Mikrokontroler ATmega 8 ... 64

4.1.7. Hasil Pengujian Laboratorium ... 69

4.1.8. Hasil Pengujian Kendaraan ... 71

4.2. Pembahasan... 74

V. SIMPULAN DAN SARAN 5.1. Simpulan ... 77

5.2. Saran ... 78 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Struktur pompa injeksi ... 9

2.2. Solenoid Penutup Bahan Bakar ... 10

2.3. Prinsip Kerja Thermostat ... 11

2.4. Gambar hubungan posisi kontak ... 11

2.5. Struktur sensor suhu LM35 ... 13

2.6. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu ... 14

2.7. Konfigurasi pin atmega 8 ... 18

2.8. Blok diagram atmega 8 ... 21

2.9. Status Register atmega 8 ... 22

2.10. Peta memori atmega 8 ... 24

2.11. Prinsip kerja relay ... 26

2.12. Contoh relay ... 27

2.13. Tampak depan LCD 2x16 ... 28

2.14. Rangkaian pembagi tegangan ... 29

2.15. Regulator 7805 ... 31

2.16. Konstruksi temperature sender ... 32

2.17. Konstruksi transistor ... 33

2.18. Simbol diode ... 34

v

3.2. Diagram blok sistem proteksi suhu mesin ... 42

3.3. Rangkaian Power Supply ... 44

3.4. Rangkaian LCD ... 45

3.5. Rangkaian Pembagi Tegangan ... 46

3.6. Rangkaian Sensor Suhu ... 47

3.7. Rangkaian Relay ... 48

3.8. Diagram Alir Proteksi Suhu Mesin ... 49

3.9. Diagram Alir Peringatan Tegangan Baterai ... 50

4.1. Rangkaian skematik utama... 55

4.2. Board Utama ... 56

4.3. LCD pada dashboard mobil ... 58

4.4. grafik pembacaan sensor tegangan ... 59

4.5. (a) temperature sender yang telah dilubangi. (b) temperature sender yang telah diberi sensor LM35 dan resin ... 61

4.6. pemasangan temperature sender ... 62

4.7. grafik perbandingan pembacaan suhu LM35, LM35(temperature sender), dan kalibrator ... 63

4.8. kondisi kipas ketika mengalami perubahan suhu ... 68

4.9. grafik perubahan suhu perjalanan kampus Unila – Liwa ... 73

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Data pin LCD ... 28

4.1. Pengujian Sensor Tegangan ... 59

4.2. Pengujian error sensor tegangan di laboratorium ... 60

4.3. Pengujian Sensor suhu ... 62

4.4. Hubungan antara set point dengan aksi mikrokontroller ... 67

4.5. (a) nilai suhu mesin selama perjalanan dari kampus Unila ke Liwa, Lampung Barat. (b) Nilai suhu mesin selama perjalanan dari Liwa, Lampung Barat ke kampus Unila ... 72

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di jaman seperti sekarang ini, kehidupan manusia tidak terlepas dari piranti teknologi canggih baik berbentuk elektronik maupun tekologi lain. Di Indonesia sendiri selain teknologi elektronik yang banyak digunakan, ternyata teknologi transportasi sangat banyak penggunanya baik mobil atau pun sepeda motor. Mobil-mobil yang saat ini umum digunakan masyarakat atau yang sedang diproduksi sudah cukup canggih dengan sistem-sistem yang baik seperti misalnya sistem keamanan pengendara dengan bantal otomatis (air bag) yang akan mengembang sehingga ketika terjadi tabrakan pengendara tidak terjadi benturan keras. Pada bagian mesin juga sudah banyak terdapat teknologi canggih yang ditanamkan pada mesin tersebut. Akan tetapi, untuk penampil suhu masih berupa jarum analog dan tidak ada respon terhadap kenaikan suhu.

Detektor suhu pada sebuah mobil adalah hal yang mutlak wajib ada pada setiap mobil. Indikator detektor suhu pada mobil yang diwakili oleh detektor suhu pada radiator selalu terletak pada dashboard. Pada mobil-mobil lama (tahun pembuatan 2000 ke bawah) indikator tersebut hanya berupa jarum penunjuk dengan skala. Kekurangan penggunaan meter analog ini adalah kebanyakan pengendara kurang memperhatikan meter analog ini, kebanyakan baru menyadari setelah terjadi

kejanggalan pada kondisi mesin. Apabila mobil mengalami suhu berlebih dan tidak ditangani secara cepat dapat menimbulkan over heating. Hampir semua mobil keluaran dibawah tahun 2000 tidak dilengkapi dengan alarm panas berlebih atau overheat pada mesin.

Rangkaian alarm mobil ini dibuat sesederhana mungkin agar dalam modifikasi detektor suhu tidak membutuhkan biaya yang mahal. Detektor panas lebih pada sebuah kendaraan khususnya mobil sangatlah penting, karena dengan alat ini kita dapat mengetahui tingkat panas dari mobil. Dengan pembacaan nilai yang ditampilkan pada sebuah layar atau LCD, akan menunjang sistem perawatan mesin yang lebih baik dengan mengetahui suhu mesin menggunakan sensor LM35. Dan ketika ada kenaikan sampai suhu tertentu pada mesin, maka akan ada sebuah aksi dari sistem yaitu berupa peringatan dengan buzzer, menghidupkan kipas radiator secara otomatis ataupun mematikan mesin mobil secara otomatis jika terjadi overheat pada mesin mobil.

Ketika dalam keadaan suhu normal, sistem ini juga dapat bekerja berdasarkan prinsip kerja dari turbo timer. Cara kerja dari sistem turbo timer ini adalah membiarkan mesin tetap dalam keadaan hidup sesaat setelah kunci kontak dimatikan. Karena pada mesin mobil yang bersuhu cukup panas, sangat tidak disarankan untuk mematikan mesin mobil begitu sampai tujuan karena kendaraan membutuhkan waktu untuk keadaan idle untuk mendinginkan hawa panas pada mesin. Hal ini berlaku juga untuk kendaraan yang menggunakan sistem turbo charger. Peralatan ini juga nantinya bisa diterapkan untuk mobil yang memang memerlukan sistem ini, terutama untuk jenis mobil-mobil yang belum memiliki sistem pengamanan seperti ini.

3 1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini, sebagai berikut :

1. Merancang dan membuat proteksi mesin dari over heating dan peringatan terhadap perubahan tegangan akibat kerusakan sistem.

2. Memberikan informasi yang mudah diakses oleh pengendara tentang suhu mesin dan tegangan aki.

3. Melindungi mesin dari over heating dan perubahan tegangan akibat kerusakan sistem.

4. Mengaplikasikan sistem yang dibuat ke kendaraan mobil.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat yang akan diperoleh dari perancangan dan pembuatan sistem kelistrikan dan suhu mesin ini adalah :

1. Dapat melindungi mobil dari keadaan panas yang berlebih / overheating. 2. Dapat memberikan respon secara otomatis terhadap perubahan suhu. 3. Dapat memberikan informasi nilai tegangan baterai / aki mobil dan suhu

mesin secara digital.

4. Dapat melindungi peralatan kelistrikan kendaraan jika terdapat kerusakan pada alternator.

1.4 Perumusan Masalah

Umumnya penunjukan suhu mesin yang diwakili suhu radiator, ditampilkan dengan jarum analog pada panel dashboard. Overheat pada mobil sering tidak terpantau karena penunjuk suhu radiator tersebut hanya berupa penunjukan dengan jarum analog seperti halnya penunjuk bahan bakar. Selain ketidak akuratan pembacaan suhu dengan jarum analog, pembacaan suhu yang ada juga tidak memiliki respon dan suara peringatan terhadap kenaikan suhu sehingga banyak pengendara yang mengabaikan akibat dari kenaikan suhu tersebut.

Banyak kasus kerusakan mesin terjadi karena pengemudi tidak menyadari telah terjadi kelebihan panas pada mesinnya. Konsekuensi dari panas berlebih ini bisa sangat serius dan memerlukan biaya banyak untuk reparasinya bahkan dapat mengakibatkan kebakaran. Untuk itu perlu ditambahkan suatu alarm yang dapat memberitahukan kepada pengemudi jika telah terjadi panas berlebih atau suhu mesin tidak normal. Jika suhu mesin tidak pada suhu optimalnya, maka salah satu akibat yang ditimbulkan adalah konsumsi bahan bakar yang akan lebih boros dan kerja mesin yang lebih berat. [1]

Pemberitahuan terjadinya ketidaknormalan ini akan diberitahukan dengan buzzer dan cahaya kedip sehingga mudah dipantau. Nilai dari pembacaan suhu dan tegangan aki akan ditampilkan menggunakan LCD 2x16. Selain itu juga, untuk mengantisipasi kerusakan mesin perlu adanya respon dari pembacaan kenaikan suhu tersebut untuk menjaga mesin selalu bekerja pada suhu yang optimal. Rangkaian sistem ini dirancang dengan biaya murah dan tahan terhadap kondisi lingkungan mobil.

5 1.5 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan pengaman sistem kelistrikan dan suhu mesin ini dibatasi oleh hal-hal berikut :

1. Membahas kendaraan yang memiliki tegangan aki sebesar 12 volt 2. Rentang suhu yang dapat diukur adalah -500 _{sampai 150}0 _C

3. Menggunakan mikrokontroler atmega 8 dan bahasa pemrograman AVR Studio 4

4. Menggunakan sistem switching relay

5. Pengukuran suhu menggunakan sensor LM35

6. Pengujian dilakukan menggunakan mobil chevrolet trooper diesel

1.6 Hipotesis

Informasi data pengukuruan suhu dan tegangan ditampilkan secara digital menggunakan LCD 2x16 dan untuk melakukan aksi digunakan relay 12 volt untuk mensaklar sistem-sistem yang terkalit. Penggunaan sistem ini sebagai pembacaan suhu dan tegangan berbasis mikrokontroler ini diharapkan dapat meminimalisir kerusakan mesin mobil dengan pendeteksian suhu mesin lebih dini dan memproteksi mesin dari over heating dengan cara menjaga mesin bekerja selalu pada suhu optimalnya. Perangkat ini dirancang berfungsi sebagai pembaca, pengatur dan pemicu relay yang terhubung dengan kipas, solenoid mesin dan beban-beban kelistrikan lainnya. Untuk menjaga mesin bekerja secara optimal, maka salah satu faktor penting yang perlu diperhatikan adalah suhu mesin harus selalu pada suhu kerja optimal pula.

1.7 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan penulisan dan pemahaman mengenai materi tugas akhir ini, maka tulisan akan dibagi menjadi lima bab, yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Memuat latar belakang, tujuan, perumusan masalah, batasan masalah, manfaat, hipotesis, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi teori-teori yang mendukung dalam perancangan dan implementasi dalam pembuatan sistem.

BAB III METODE PENELITIAN

Berisi rancangan dan realisasi rangkaian sistem meliputi alat dan bahan, langkah-langkah pengerjaan yang akan dilakukan, penentuan spesifikasi rangkaian, blok diagram rangkaian, cara kerjanya, dan penjelasan masing-masing bagian blok diagram.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan tentang penjelasan mengenai prosedur pengujian, hasil pengujian dan análisis terhadap data-data hasil pengujian yang diperoleh.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi simpulan semua kegiatan dan hasil-hasil yang diperoleh selama proses pembuatan dan pengujian sistem serta saran-saran yang sekiranya diperlukan untuk menyempurnakan penelitian yang akan datang.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Detektor suhu mesin dan tegangan

Detektor suhu mesin merupakan teknologi yang bekerja dengan cara membaca temperatur mesin kendaraan berdasarkan sensor suhu dan ditampilkan secara analog maupun digital. Di jaman seperti sekarang ini pembacaan suhu mesin pada kendaraan umumnya berupa jarum analog, sehingga pembacaan suhu kadang terdapat kekurangakuratan dengan kondisi suhu mesin yang sesungguhnya. Untuk penampil suhu mesin secara digital belum banyak dijumpai dan bahkan jika ada, maka harganya pun masih relatif mahal.

Kenaikan temperatur mesin pada prinsipnya adalah normal ketika mesin dihidupkan dalam waktu yang lama, tetapi jika kenaikan berlangsung cepat walaupun kendaraan baru dihidupkan dalam waktu yang singkat maka ada kemungkinan terdapat masalah pada sistem pendinginan mesin. Hal-hal yang menyebabkan dapat terjadinya masalah pada mesin contohnya karena tutup radiator, kebocoran pada radiator, penyumbatan karat pada saluran pendingin, bisa juga disebabkan karena kerja kipas radiator yang tidak baik. Jika kendaraan terus berjalan diatas suhu normal dalam waktu yang lama, tidak menutup kemungkinan mesin kendaraan akan mengalami over heating. Ini adalah kondisi dimana suhu pada internal mesin meningkat tinggi dari batas normal yang akibatnya dapat

menyebabkan kinerja mesin tidak optimal. Jika tidak langsung ditangani bisa berdampak buruk pada fungsi mobil secara keseluruhan. [1]

Terjadinya overheating pada mobil sering dikarenakan tidak diperhatikannya penunjuk suhu radiator tersebut yang hanya berupa penunjukan dengan jarum skala seperti halnya penunjuk bahan bakar. Sedangkan pengemudi biasanya hanya akan melihat penunjuk bahan bakar setelah jeda waktu tertentu tergantung seberapa banyak pengisian bahan bakar terakhir kalinya dan lebih sering mengabaikan penunjuk suhu radiator pada dashboard kendaraan. [2]

Banyak kasus kerusakan mesin terjadi karena pengemudi tidak menyadari telah terjadi kelebihan panas pada mesinnya. Konsekuensi dari panas berlebih ini bisa sangat serius dan memerlukan biaya yang tidak sedikit untuk reparasinya bahkan hal terburuk yang bisa terjadi adalah dapat mengakibatkan kebakaran pada kendaraan. Untuk itu perlu ditambahkan suatu alarm dan penampil suhu secara digital yang dapat memberitahukan kepada pengemudi jika telah terjadi panas berlebih atau suhu mesin dalam keadaan tidak normal.

2.2 Fuel Pump

Pompa bahan bakar atau dikenal juga dengan nama Fuel Pump adalah salah satu komponen dalam sistem bahan bakar pada sebuah kendaraan yang berfungsi untuk mensuplai bahan bakar ke injektor maupun karburator. Sebagian mesin tidak memerlukan pompa bahan bakar karena dari desainnya dan dengan gravitasi, bahan bakar akan mengalir dengan sendirinya dalam sistem bahan bakarnya. Sebagian yang lainnya harus menggunakan pompa untuk mengalirkan bahan bakar dari tangki bahan bakar. Pada mesin diesel hanya udara bersih yang dihisap

9 dan dikompresikan. Bahan bakar dan udara dicampur di dalam silinder dengan cara setelah udara dikompresikan, bahan bakar disemprotkan kedalam ruang bakar sehingga terjadi pembakaran. Pada mesin jenis diesel terdapat fuel pump yang biasa disebut pompa injeksi. Pompa injeksi mempunyai beberapa fungsi antara lain :

A. Menyimpan bahan bakar. B. Menyaring bahan bakar.

C. Memompa atau menginjeksi bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder. D. Mengabutkan bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin.

E. Mengembalikan kelebihan bahan bakar ke dalam tangki bahan bakar.

Gambar 2.1 Struktur pompa injeksi

2.3 Solenoid

Solenoid atau dikenal juga dengan nama fuel cut-off solenoid berfungsiuntuk menutup aliran bahan bakar ke dalam pompa ketika daya yang masuk ke solenoid terputus. Bila kunci kontak diputar keposisi ON maka katup solenoid akan tertarik

oleh magnit yang timbul sehingga saluran hisap akan terbuka (gambar 2.1). Dan bila kunci kontak diputar kearah OFF maka sifat magnet pada solenoid hilang dan katub solenoid akan menutup saluran bahan bakar ke elemen pompa injeksi.

Gambar 2.2. Solenoid penutup bahan bakar

2.4 Thermostat

Thermostat adalah salah satu peralatan pada mobil yang berfungsi sebagai katup yang bertugas untuk membuka dan menutup saluran yang menghubungkan antara radiator dan saluran air pada mesin. Prinsip kerja dari thermostat yaitu akan membuka jika suhunya mencapai suhu kerja dari thermostat tersebut dan akan menutup kembali jika berada di bawah suhu kerja. Ketika mesin baru hidup, suhu air radiator masih dingin, thermostat tertutup dan air radiator yang dipompa oleh pompa air masuk ke samping silinder (water jacket). Ketika thermostat tertutup maka sirkulasi air pendingin hanya akan berada di water jacket atau sekitar mesin saja. Hal ini akan mempercepat mesin mencapai suhu kerja sehingga tidak diperlukan proses pemanasan mesin yang terlalu lama. Bila thermostat telah

11 mencapai suhu kerjanya maka katup akan membuka dan sirkulasi air dari water jacket ke radiator akan berlangsung.

Gambar 2.3. Prinsip Kerja Thermostat

2.5 Kunci Kontak

Cara kerja kunci kontak adalah dengan memutar kunci kontak ke posisi yang kita inginkan. Setiap posisi pada kunci kontak akan menentukan hubungan kelistrikan pada rangkaian pengapian sehingga mengaktifkan fungsi komponen-komponen tertentu.

Beberapa posisi kunci kontak yang mempengaruhi komponen pengapian :

1. ACC (Accesories) menghubungkan arus/tegangan dari baterai ke accesories mobil, contoh tape mobil ( sound system ).

2. OFF mematikan semua kelistrikan otomotif dari baterai ke rangkaian. 3. ON / IG menghubungkan arus / tegangan dari baterai ke ignition ( Coil + ).

4. ST ( Start ) menghubungk

sehingga motor stater akan berputar menggerakkan

Gambar 2. 2.6 LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh

keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus

hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (

dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

ST ( Start ) menghubungkan arus / tegangan dari baterai ke sehingga motor stater akan berputar menggerakkan fly wheel

Gambar 2.4. gambar hubungan posisi kontak

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus

hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (

dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

an arus / tegangan dari baterai ke motor starter fly wheel mesin.

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan

serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu

2.6.1 Struktur Sensor LM35

Gambar

Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing

sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau V

1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut

Tegangan keluaran bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pemband

Analog-to-Digital Converter Struktur Sensor LM35

Gambar 2.5. Struktur Sensor Suhu LM35

Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad

sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = Suhu* _{10 mV}

bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian

Digital Converter.

13

Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad

(2-1)

bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, ing tegangan dan rangkaian

2.6.2 Karakteristik Sensor

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC 3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. 5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. 6. Memiliki pemanasan sendiri y

0,1 ºC pada udara diam. 7. Memiliki impedansi

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 2. Sensor LM35 bekerja dengan

Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari

Karakteristik Sensor LM35

Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam

Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

Memiliki impedansi keluaran rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 2.6. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC

55 ºC sampai +150 ºC.

) yaitu kurang dari

W untuk beban 1 mA.

mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari

15 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian kontrol yang sangat mudah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk IC (Integrated Circuit), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangkauan sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 sudah dapat langsung dibaca dalam derajat C (celcius).

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah : a. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius. b. Lineritas +10 mV/ º C.

c. Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang. d. Range +2 º C – 150 º C.

e. Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V. f. Arus yang mengalir kurang dari 60 μA

Self-heating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat adanya arus yang bekerja melewatinya. Untuk komponen sensor suhu, parameter ini harus dipertimbangkan dan di-handle dengan baik karena hal ini dapat menyebabkan kesalahan pengukuran. Seperti sensor suhu jenis RTD PT100 atau PT1000 misalnya, komponen ini tidak boleh dieksitasi oleh arus melebihi 1 miliampere,

jika melebihi, maka sensor akan mengalami self-heating yang menyebabkan hasil pengukuran senantiasa lebih tinggi dibandingkan suhu yang sebenarnya.

2.6.3 Prinsip Kerja Sensor LM35

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

2.6.4 Kelebihan dan Kelemahan Sensors LM35 Kelebihan:

a. Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150 oC b. Low self-heating, sebesar 0.08 oC

c. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V d. Rangkaian tidak rumit

e. Tidak memerlukan pengkondisian sinyal Kekurangan:

17 2.7 Mikrokontroler Atmega 8

AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte.

AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V.

2.7.1 Konfigurasi Pin Atmega 8

Gambar 2.7. Konfigurasi Pin Atmega 8

ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega8.

a. VCC

Merupakan supply tegangan digital yang masuk ke mikrokontroler. b. GND

Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding. c. Port B (PB7...PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin yang

19 terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock.

d. Port C (PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masing-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).

e. RESET/PC6

Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya tidak bekerja.

f. Port D (PD7…PD0)

Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada port ini

tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.

g. AVcc

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter. h. AREF

21

Gambar 2.8. Blok Diagram ATmega8

Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa

pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU (Arithmetic Logic Unit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang penggunaan kebutuhan instruksi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui software. Berikut adalah gambar status register.

Gambar 2.9. Status Register Atmega 8 i. Bit 7(I)

Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set agar semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk perintah interupsi individual akan di jelaskan pada bagian yang lain. Jika bit ini di-reset, maka semua perintah interupsi baik yang individual maupun yang secara umum akan di abaikan. Bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interupsi di jalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan di-reset melalui aplikasi dan intruksi SEI dan CLL.

23 j. Bit 6(T)

Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions BLD (Bit Load) and BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini dapat disalin ke dalam bit di dalam register pada Register File dengan menggunakan perintah BLD.

k. Bit 5(H)

Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatika BCD. l. Bit 4(S)

Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah ekslusif di antara Negative Flag (N) dan two’s Complement Overflow Flag (V).

m. Bit 3(V)

Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan fungsi aritmatika dua komplemen.

n. Bit 2(N)

Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negative di dalam sebuah fungsi logika aritmatika.

o. Bit 1(Z)

Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “0” dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.

p. Bit 0(C)

Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah Carry atau sisa dalam sebuah aritmatika atau logika.

2.7.2 Memori AVR Atmega

Gambar 2.10. Peta memori atmega 8

Memori atmega terbagi menjadi tiga yaitu : 1. Memori Flash

Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flash menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik. Memori flash terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program apikasi berada. Bagian boot adalah bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat diprogram untuk

25 menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer/downloader, misalnya melalui USART.

2. Memori Data

Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program. Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu : 32 GPR (General Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program oleh ALU (Arithmatich Logic Unit), dalam instruksi assembler setiap instruksi harus melibatkan GPR. Dalam bahasa C biasanya digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan nilai-nilai yang dapat memperingan kerja ALU. I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin port, timer/counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontrol MCS51 dikenal sebagi SFR (Special Function Register).

3. EEPROM

EEPROM adalah memori data yang dapat disimpan ketika chip mati, digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya.

2.7.3 Timer/Counter 0

Timer/counter 0 adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah sumber pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter) dengan kapasitas 8-bit atau 256 cacahan. Timer/counter dapat digunakan untuk : 1. Timer/counter biasa

2. Clear Timer on Compare Match (selain Atmega 8) 3. Generator frekuensi (selain Atmega 8)

4. Counter pulsa eksternal

2.8 Relay

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan tertutup. Pada saat suplai arus ke relay dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.

27 Relay memiliki beberapa fungsi yang umum diaplikasikan ke dalam perangkat elektronika adalah :

1. Untuk menjalankan fungsi logika (logic function)

2. Untuk memberikan fungsi penundaan waktu (time delay function)

3. Untuk mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari sinyal tegangan rendah

4. Untuk melindungi motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan tegangan ataupun hubung singkat (short)

Gambar 2.12. Contoh Relay

2.9 Penampil LCD (Liquid Cristal Display)

LCD (LiquidCristal Display) berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. Dalam aplikasinya, LCD 2x16 terbagi menjadi beberapa bagian bentuk, ada yang memakai backlight, ada juga yang tidak. Kemudian yang memakai backlight, terdapat bermacam-macam pilihan warna, tapi pada intinya, pin yang digunakan sama.

Gambar 2.13. tampak depan LCD 2x16

Karena LCD sudah dilengkapi perangkat kontrol sendiri yang menyatu dengan LCD, maka kita mengikuti aturan standar yang telah disimpan dalam pengontrolan tersebut. konfigurasi pin yang terdapat dalam LCD adalah seperti terlihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Data untuk pin LCD Pin Simbol Nilai Fungsi

1 Vss - Supply 0 volt (ground)

2 Vdd/Vcc - Power supply Vcc

3 Vee - Seting kontras

4 RS 0/1 0: intruksi input / 1: data input 5 R/W 0/1 0: tulis ke LCD / 1: membaca dari LCD

6 E 0--_>1 Mengaktifkan sinyal

7 DB0 0/1 Data pin 0

8 DB1 0/1 Data pin 1

9 DB2 0/1 Data pin 2

10 DB3 0/1 Data pin 3

11 DB4 0/1 Data pin 4

12 DB5 0/1 Data pin 5

13 DB6 0/1 Data pin 6

14 DB7 0/1 Data pin 7

15 VB+ - Power 5 Volt (Vcc) Lampu latar (jika ada) 16 VB- - Power 0 Volt (ground) Lampu latar (jika ada)

Fungsi display dalam suatu aplikasi mikrokontroler sangat penting sekali . diantaranya untuk :

a. Memastikan data

b. Mengetahui hasil suatu proses c. Memonitoring

d. Mendebug program e. Menampilkan pesan f. Dan lain-lain

2.10 Pembagi Tegangan

Pembagi tegangan adalah rangkaian yang digunakan untuk membagi tegangan masukan menjadi beberapa bagian tegangan keluaran dan rangkaian ini biasanya digunakan untuk membu

pada rangkaian penguat atau untuk

pembagi tegangan terdiri dari dua resistor yang dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan suatu sumber tegangan.

tengah rangkaian seri kedua resistor tersebut seperti ditunjukan oleh gambar 2.1

Gamba

Fungsi display dalam suatu aplikasi mikrokontroler sangat penting sekali .

Memastikan data yg kita input valid Mengetahui hasil suatu proses Memonitoring suatu proses Mendebug program

Menampilkan pesan

Pembagi Tegangan

Pembagi tegangan adalah rangkaian yang digunakan untuk membagi tegangan masukan menjadi beberapa bagian tegangan keluaran dan rangkaian ini biasanya digunakan untuk membuat suatu tegangan referensi pada sensor, memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias pada komponen aktif. Rangkaian pembagi tegangan terdiri dari dua resistor yang dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan suatu sumber tegangan. Tegangan keluaran diambil dari titik tengah rangkaian seri kedua resistor tersebut seperti ditunjukan oleh gambar 2.1

Gambar 2.14. Rangkaian pembagi tegangan.

29 Fungsi display dalam suatu aplikasi mikrokontroler sangat penting sekali .

Pembagi tegangan adalah rangkaian yang digunakan untuk membagi tegangan masukan menjadi beberapa bagian tegangan keluaran dan rangkaian ini biasanya at suatu tegangan referensi pada sensor, memberikan bias bias pada komponen aktif. Rangkaian pembagi tegangan terdiri dari dua resistor yang dirangkai secara seri dan Tegangan keluaran diambil dari titik tengah rangkaian seri kedua resistor tersebut seperti ditunjukan oleh gambar 2.12.

Persamaan untuk rangkaian pada gambar 2.12. adalah:

A B

B

Out V _R R _R

V  _ (2-2) Keterangan gambar 2.12 :

R_A = Resistor pertama R_B = Resistor kedua V = Sumber tegangan DC Vout = Tegangan keluaran

Dari persamaan (2-2), apabila nilai V tetap, maka perubahan nilai Vout hanya bergantung pada perubahan nilai R_A atau R_B.

Penggunaan pembagi tegangan pada sistem ini adalah untuk membaca nilai tegangan yang ada pada baterai, sehingga dapat ditampilkan pada LCD dan melakukan respon terhadap seberapa besar tegangan yang terbaca.

2.11 Regulator 7805

7805 adalah regulator tegangan yang mampu mengeluarkan tegangan sebesar 4.8 - 5.2 Volt. Tegangan keluaran dari regulator ini memungkinkan digunakan dalam sistem logika. Regulator ini berfungsi untuk mengubah tegangan masukan dari baterai sebesar 11-14 Volt menjadi tegangan kerja 5 Volt yang digunakan untuk menyuplai tegangan ke rangkaian utama mikrokontroler. IC 7805 ini terdapat tiga buah pin dimana terdapat pin masukan (Vin), ground, dan keluaran (Vout).

31

Keuntungan memakai IC 7805 :

1. Tidak membutuhkan penambahan komponen luar 2. Mempunyai proteksi terhadap arus hubungan singkat 3. Mempunyai tegangan output yang konstan

4. Memiliki ripple output yang sangat kecil 5. Biaya rendah

Gambar 2.15. Regulator 7805

2.12 Temperature Sender

Temperature sender adalah sebuah alat yang didesain untuk dapat mengukur suhu sistem pendinginan mesin. Respon temperature sender ini berubah berdasarkan suhu cairan pendinginan mesin dan kemudian ditampilkan secara analog menggunakan water temperature gauge. Pembacaan temperature sender pada kendaraan yang ditampilkan secara analog, sering sekali tidak sesuai dengan suhu cairan pendinginan yang sesungguhnya. Ini dikarenakan setiap temperature sender memiliki nilai resistansi yang berbeda-beda sehingga penunjukan pada

gauge juga berubah-ubah. Besarnya nilai suhu berbanding terbalik dengan resistansi, semakin besar suhu maka nilai resistansinya semakin kecil begitu pula sebaliknya.

Gambar 2.16. Konstruksi Temperature Sender

2.13 Transistor

Transistor adalah sebuah alat elektronika semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat, sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau pun fungsi lainnya. Material pembuatan transistor biasanya menggunakan silicon, germanium maupun Galium Arsenide. Transistor pada umumnya memiliki tiga buah terminal yaitu basis (B), Kolektor (C), dan emitor (E). Tegangan disalah satu kakinya misalnya emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar dari arus input basis yaitu pada keluaran tegangan dan arus output kolektor.

Transistor sendiri dibagi menjadi dua jenis yaitu transistor BJT (Bipolar Junction Transistor) dan FET (Field-effect Transistor). Pada transistor BJT terdapat dua jenis konstruksi dasar, yaitu n-p-n dan p-n-p. untuk tipe n-p-n, BJT terbuat dari lapisan tipis semikonduktor tipe-p dengan tingkat doping yang relative rendah,

33 yang diapit oleh dua lapisan semikonduktor tipe-n. begitu pun sebaliknya dengan transistor kontruksi n-p-n.

Gambar 2.17. Konstruksi transistor

Transistor yang digunakan pada perancangan alat ini adalah dengan tipe n-p-n dengan fungsi sebagai saklar untuk mengaktifkan relay. Fungsi sebagai saklar ialah dengan mendapatkan manfaat dari cut-off dan kondisi jenuh dari transistor itu sendiri, yang mana kedua keadaan tersebut bisa didapat dengan mengatur besarnya arus yg melewati basis dari transistor.

Saturasi atau disebut juga kondisi / keadaan jenuh akan didapat bila basis transistor diberi arus yang cukup besar hingga transistor menjadi jenuh dan fungsinya menjadi saklar yang menutup. Sedangkan keadaan cut-off didapatkan apabila arus basisnya dilewati dengan arus yg amat kecil bahkan hampir nol ampere, yang menjadikan transistor berfungsi sebagai saklar yg membuka.

2.14 Dioda

Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N. Sifat dioda

dan menghambat arus pada tegangan balik. dua elektroda yaitu anoda dan katoda. arus searah saja (forward)

penyearah arus. Untuk aktif diode membutuhkan tegangan sebesar 0.7 Volt. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.

Dioda disimbolkan dengan

yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada ujung anak panah dis

Fungsi-fungsi dari diod

1. Sebagai penyearah, untuk dioda 2. Sebagai penstabil tegangan 3. Pengaman / sekring

adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan (forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen Untuk aktif diode membutuhkan tegangan sebesar 0.7 Volt. cara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan

Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negatif

Sumber 2.18. Simbol dioda

fungsi dari dioda sendiri ada bermacam-macam diantaranya : 1. Sebagai penyearah, untuk dioda bridge

2. Sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), untuk dioda zener ring

adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju berasal dari pendekatan kata hanya melewatkan , sehingga banyak digunakan sebagai komponen Untuk aktif diode membutuhkan tegangan sebesar 0.7 Volt. cara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan

gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki ut sebagai katoda (kaki negatif = N).

macam diantaranya :

35 4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas / membuang level sinyal

yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.

5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen DC kepada suatu sinyal AC

III. METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian, perancangan, dan pembuatan tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Teknik Elektro Universitas Lampung (khususnya Laboratorium teknik

digital) dan mulai dilaksanakan bulan Januari 2014.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya : 1. Sensor suhu LM 35

2. Relay 12V 30 A (4 pin dan 5 pin) 3. Perangkat lunak AVR Studio 4 4. Baterai catu daya (aki)

5. Mikrokontroller AtMega8 6. Akrilik

7. Kabel 8. LCD 16x2

9. Laptop dan downloader USB ASP 10.Papan PCB

11.Timah solder

37

3.3 Langkah-langkah Kerja Perancangan

Dalam perancangan alat proteksi suhu mesin dan tegangan ini dilakukan langkah-langkah kerja sebagai berikut :

1.Studi literatur

Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan pengetahuan yang mendukung tentang penulisan tugas akhir ini, antara lain :

a. Prinsip kerja sistem pendinginan dan kelistrikan kendaraan b. Karakteristik sistem pendinginan kendaraan

c. Bahasa pemrograman yang digunakan dalam mikrokontroller AVR d. Karakteristik dan aplikasi-aplikasi mikrokontrollerAVR.

Studi literatur ini dilakukan dengan cara mencari dan mempelajari bahan-bahan ajar, buku-buku referensi terkait dan internet.

2. Perancangan blok diagram rangkaian sistem proteksi pengaman suhu mesin dan tegangan.

Perancangan blok diagram ini dilakukan agar mempermudah dalam merealisasikan alat yang dibuat.

3. Implementasi rancang bangun alat.

Implementasi ini dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut: a. Menentukan rangkaian dari masing-masing blok diagram yang ada. b. Memilih komponen yang sesuai untuk rangkaian

c. Merangkai dan melakukan pengujian terhadap rangkaian yang telah dibuat pada masing-masing blok diagram.

d. Membuat program menggunakan bahasa C dan kemudian memasukkannya dalam sebuah mikrokontrollerAtMega8.

e. Menggabungkan rangkaian per blok yang telah diuji pada sebuah papan percobaan (project board), melakukan pengujian ulang setelah dilakukan penggabungan rangkaian.

f. Merangkai semua rangkaian yang telah dibuat dan dinyatakan berhasil ke dalam sebuah PCB.

4. Uji coba sistem

Uji coba sistem ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari alat yang telah dibuat. Adapun pengujian dilakukan secara perbagian serta secara keseluruhan untuk menentukan tingkat keberhasilan kontroler ini. Adapun hal-hal yang diuji cobakan sebagai berikut:

a. Rangkaian pembacaan suhu mesin dan tegangan aki b. Pembacaan ADC

c. AntarmukaLCD 16x2

d. Respon dari nilai suhu dan tegangan tertentu

e. Eror sistem terhadap kenaikan suhu, tegangan dan keterkaitan dengan sistem lainnya.

5. Analisis dan kesimpulan

Analisis dilakukan dengan cara membandingkan hasil dari kerja sistem ini baik perbagian maupun secara keseluruhan dengan parameter-paremeter yang diharapkan dari literatur dan sumber yang ada.

6. Pembuatan laporan

Akhir dari tahap penelitian ini adalah pembuatan laporan dari semua kegiatan penelitian yang telah dilakukan.

39 Berikut adalah diagram alir proses penelitian

Flowchart sistem proteksi suhu mesin pada gambar 3.1. dapat dijelaskan sebagai berikut :

a. Merancang blok diagram alat sistem proteksi suhu mesin

Merancang blok diagram yang akan digunakan dalam perancangan alat sistem proteksi ini.

b. Menentukan spesifikasi alat proteksi

Pada tahapan ini akan ditentukan spesifikasi dari alat sistem proteksi yang akan dibuat.

c. Merancang perangkat sistem proteksi

Dalam merancang perangkat sistem proteksi dilakukan pembuatan rangkaian dari masing-masing blok pada diagram perancangan perangkat sistem proteksi suhu mesin dan kelistrikan

d. Membuat pemrograman mikrokontroler pada rangkaian utama

Pada tahapan ini dilakukan pemrograman mikrokontroler Atmega 8 dengan menggunakan AVRStudio 4

e. Pengujian rangkaian

Pengujian rangkaian bertujuan untuk mengetahui adanya kesalahan atau tidak dalam perancangan sistem sesuai dengan masing-masing blok diagram

f. Pembuatan sistem proteksi suhu mesin

Pembuatan sistem proteksi ini bertujuan untuk merangkai semua rangkaian yang telah dibuat kedalam PCB

41 Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui ada atau tidaknya kesalahan dalam membangun sistem proteksi ini. Jika masih terdapat kesalahan dalam pembuatan sistem ini, maka akan dibuat ulang.

h. Analisa dan simpulan

Analisa dilakukan dengan melakukan pengujian terhadap sistem yang telah dibuat dan membuat kesimpulan berdasarkan analisa dan data yang ada.

3.4 Spesifikasi Alat

Spesifikasi dari alat yang dibuat adalah sebagai berikut:

1. Menggunakan catu daya 12 V yang berasal dari baterai mobil 2. Pembacaan suhu mesin menggunakan sensor LM 35

3. Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8 sebagai pengendali utama 4. Software pemrograman menggunakan AVR Studio 4

5. Pembacaan tegangan baterai menggunakan pembagi tegangan 6. LCD 2x16 sebagai penampil nilai suhu mesin dan tegangan baterai

3.5 Blok Diagram Rangkaian

Untuk mempermudah dalam perancangan, maka rangkaian dipisahkan berdasarkan fungsinya. Berikut ini adalah blok diagram rangkaiannya :

Gambar 3.2. Diagram blok sistem proteksi suhu mesin

Blok diagram diatas merupakan alur dari sistem proteksi suhu mesin dan tegangan. Pada sistem ini, terdapat dua buah masukan berupa sensor suhu LM 35 dan sensor tegangan. Sensor ini masuk ke pin ADC pada mikrokontroler sehingga perubahan nilai akan diolah oleh mikrokontroler.

Sensor tegangan digunakan untuk membaca besaran nilai tegangan pada aki mobil. Sistem proteksi akan memberikan peringatan berupa suara buzzer ketika pembacaan nilai tegangan berada dibawah 11 volt dan berada diatas 14.5 volt. Jika tegangan berada dibawah 11 volt maka sistem tidak melakukan pengisian yang menyebabkan tidak adanya arus yang masuk ke aki. Sehingga daya yang tersedia di aki akan cepat habis. Hal ini bisa diantisipasi dengan cara mematikan beban-beban kelistrikan. Kondisi kedua dimana tegangan berada diatas 14.5 volt ini menandakan terjadinya over voltage pada sistem pengisian. Untuk menanggulangi beban yang berlebih pada aki maka beban-beban kelistrikan seperti lampu dan AC dapat kita hidupkan agar daya yang berlebih dapat tersalurkan. Besarnya nilai tegangan dan suhu mesin akan ditampilkan pada LCD 2x16 yang diletakkan pada dashboard kendaraan.

Mikro kontroler

Atmega 8

Solenoid

Extra Fan (Kipas Tambahan) Sensor

LM 35

Sensor Tegangan

Buzzer LCD 2x16

43 Sensor suhu digunakan untuk melakukan pembacaan suhu pada cairan pendingin kendaraan. Prinsipnya, ketika pembacaan suhu masih berada dibawah suhu set point 1 yaitu dibawah 870C maka sistem belum akan mengkatifkan kipas. Namun ketika suhu mencapai 870C, maka ada respon dari mikrokontroler untuk mengaktifkan relay sehingga mengaktifkan kipas tambahan (extra fan) yang terdapat pada radiator. Pada saat kipas hidup dan terjadi proses pendinginan maka kerja kipas akan terhenti ketika pembacaan suhu mencapai 840_{C. Jika dengan}

hidupnya kipas tambahan belum mampu menurunkan suhu mesin dan suhu mesin terus menerus naik, maka pada suhu mencapai 900_{C akan terdapat peringatan}

berupa bunyi dari buzzer yang mengindikasikan bahwa kendaraan berada dalam suhu panas yang tidak normal dan meminta untuk mengecek dan mengistirahatkan sejenak kendaraan. Kondisi umum yang ditemui adalah karena kurangnya cairan pendinginan pada radiator karena penguapan maupun saluran pendinginan yang bocor. Masalah biasanya terjadi karena keterlambatan pengemudi mengetahui mesin sudah berada dalam keadaan kelebihan panas (over heating). Dan ketika suhu masih terus naik dan mencapai suhu 1000 C, maka sistem akan mematikan mesin secara paksa karena pada suhu ini mesin hampir mencapai keadaan over heating. Hal ini dilakukan agar mesin tidak rusak karena suhu over heating karena biaya perbaikan karena over heating akan jauh lebih besar.

3.6 Perancangan Perangkat Keras

Alat proteksi suhu mesin dan kelistrikan ini dibuat untuk melindungi mesin dari

over heating dan kekurangan tegangan kerja pada baterai dengan penampil suhu dan tegangan menggunakan LCD serta dilengkapi dengan buzzer sebagai pemberi

peringatan dan sistem yang menjaga mesin agar tetap pada kondisi optimal secara otomatis. Rangkaian yang digunakan dalam perancangan hardware pada sistem adalah sebagai berikut.

3.6.1 Rangkaian Power Supply

Power supply berfungsi sebagai sumber tegangan 5 volt yang digunakan untuk memberikan suplai pada sistem utama pengendali mikrokontroler, LCD, dan rangkaian relay. Power supply ini menggunakan regulator tegangan 7805 yang berfungsi menurunkan tegangan dari aki 12 volt menjadi 5 volt dan dapat bekerja pada range tegangan 7 volt - 20 volt dengan keluaran tegangan yang relatif konstan.

Gambar 3.3. Rangkaian power suppy

3.6.2 Rangkaian LCD dan buzzer

Rangkaian LCD digunakan sebagai penampil nilai tegangan aki dan suhu pada cairan pendinginan mesin. Pada penampil LCD juga disertakan

45

buzzer sebagai indikator untuk memberitahu bahwa sistem tidak berjalan dengan baik.

Gambar 3.4. Rangkaian LCD dan buzzer

3.6.3 Rangkaian Pembagi Tegangan

Rangkaian pembagi tegangan digunakan sebagai sensor tegangan yang berfungsi untuk mengukur tegangan pada aki kendaraan. Hasil dari pembacaan tegangan ditampilkan pada LCD dan akan digunakan sebagai pemicu saat tegangan baterai kurang dari standar. Hal ini dimaksudkan karena mobil yang memiliki tegangan baterai yang kurang akan menyebabkan mobil tidak dapat berjalan dengan baik. Ini dikarenakan beberapa komponen yang digunakan pada mesin menggunakan aki sebagai sumber tenaganya. Seperti solenoid bahan bakar, komponen ini tidak akan bekerja jika berada dibawah tegangan 11 v. jika komponen ini tidak bekerja maka suplai bahan bakar akan terputus sehingga menyebabkan kendaraan tidak dapat berjalan.

Sensor ini terdiri dari dua buah resistor yang disusun secara seri dengan nilai 3.3Kohm dan 30Kohm untuk mendapatkan tegangan keluaran maksimal 5V. Hal ini dimaksudkan untuk mengantisipasi tegangan masukan aki lebih dari 14.5 volt sehingga luaran dari sensor tidak melebihi dari tegangan referensi ADC sebesar 5V.

Gambar 3.5. Rangkaian pembagi tegangan

3.6.4 Rangkaian Sensor Suhu

Sensor suhu pada alat ini digunakan untuk mendeteksi atau membaca perubahan panas dari cairan pendinginan baik itu berupa air maupun

coolant. Sensor suhu ini menggunakan sensor LM35. Sensor ini bekerja dengan diberi tegangan masukan 5V kemudian keluarannya dihubungkan ke PC1 pada mikrokontroler ATmega 8. Nilai keluaran dari sensor tegangan kemudian akan dikonversi menjadi bilangan digital menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) di dalam pengendali utama.

47 Mengetahui suhu mesin melalui cairan pendinginannya menjadi sangat penting karena pada mesin memiliki suhu batas yang tidak boleh dilewati. Jika suhu batas tersebut terlampaui, maka akan menyebabkan kerusakan pada mesin tersebut.

Gambar 3.6. Rangkaian sensor suhu

3.6.5 Rangkaian Relay

Rangkaian relay ini merupakan rangkaian yang berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan kerja kipas dan solenoid. Relay yang digunakan ada dua jenis, yaitu normally open dan normally close. Untuk menghidupkan dan mematikan kipas menggunakan relay normally open

sedangkan untuk solenoid menggunakan relay normally close. Hal ini dimaksudkan agar ketika sistem atau board utama mengalami masalah, kipas dan solenoid dapat bekerja meski board utama dilepas.

Gambar 3.7. Rangkaian relay

3.7 Perancangan Perangkat Lunak

Selain perancangan pada hardware, untuk menjalankan perintah-perintah pada mikrokontroller tentunya membutuhkan sebuah perangkat lunak. Perangkat lunak yang digunakan adalah AVR Studio 4, perangkat lunak yang direncanakan untuk mikrokontroler Atmega8 mempunyai fungsi sebagai berikut:

1. Menerima masukan berupa tegangan keluaran hasil pembacaan sensor suhu pada mesin dan sensor tegangan pada baterai

2. Memproses sinyal masukan tersebut kemudian mengolahnya sehingga dapat ditampilkan pada LCD 2x16

3. Keluaran dari mikrokontroler terhubung ke relay yang kemudian tersambung ke solenoid dan extra fan.

49 3.8 Diagram Alir Sistem

Gambar 3.8. Diagram alir proteksi suhu mesin

Untuk pengaman kelistrikannya, digunakan sensor tegangan untuk membaca tegangan pada baterai. Tegangan aman untuk dilakukan pengisian pada baterai adalah tidak lebih dari 14.5 Volt. Jika tegangan yang diberikan ke aki berlebih, maka akan terjadi over charging pada aki yang dapat menyebabkan umur baterai menjadi lebih pendek. Dan bila tegangan baterai berada dibawah 11 V ini menandakan bahwa tidak terjadi pengisian ke baterai. Hal ini dapat menyebabkan peralatan kelistrikan pada kendaraan tidak dapat digunakan. Selain itu juga

solenoid tidak dapat bekerja dan dapat menyebabkan kendaraan tidak dapat berjalan karena solenoid menutup saluran bahan bakar. Niai suhu dan tegangan tersebut ditampilkan di LCD 2x16 dan bisa diletakkan di dashboard mobil maupun ditempat yang mudah dijangkau oleh mata.

Gambar 3.9. Diagram alir peringatan tegangan baterai

3.9 Metode Pengujian dan Kalibrasi

Pada proses kalibrasi yang digunakan untuk membaca nilai suhu yaitu mengacu pada thermometer digital sedangkan untuk sensor tegangan menggunakan multitester digital.

Pengujian dilakukan sebanyak dua kali yaitu pengujian laboratorium dan pengujian pada kendaraan. Pada pengujian di laboratorium dilakukan simulasi seperti keadaan pada kendaraan dengan cara melakukan pemanasan air

51 menggunakan kompor dan dilihat hasil pembacaan suhu dan apakah buzzer dan kipas bekerja pada suhu set point. Sedangkan untuk pembacaan sensor tegangan menggunakan power supply variable. Pengujian kedua dilakukan pada kendaraan yaitu memasang sistem secara keseluruhan dan dilihat hasil pembacaan suhu dan tegangan pada LCD yang terpasang.

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. SIMPULAN

Berdasarkan hasil yang diperoleh pada sistem yang meliputi pembacaan nilai suhu dan tegangan serta aksi yang dilakukan oleh kipas, solenoid, dan buzzer maka dapat diambil simpulan sebagai berikut :

1. Telah berhasil dirancang sistem proteksi suhu mesin yang dapat menjaga suhu kerja mesin dengan mengatur kerja kipas dan peringatan terhadap perubahan tegangan pada aki.

2. Telah berhasil dirancang sistem dengan menggunakan LCD 2x16 untuk memberikan informasi suhu mesin dan tegangan aki kepada pengendara. 3. Terpasangnya sistem pada kendaraan Chevrolet Trooper Diesel dengan

pengujian melakukan perjalanan dari kampus Unila ke Liwa dan sebaliknya dan didapat hasil berupa output tidak bekerja karena suhu set point tidak tercapai selama perjalanan.

4. Error perbandingan pembacaan nilai tegangan menggunakan sensor tegangan dan multitester sanwa DC800 adalah sebesar 0.01%

5. Rata-rata error pengujian sensor LM35 dengan thermometer digital adalah sebesar 0.015%. Sedangkan rata-rata error untuk pengujian

78

LM35(temperature sender) dengan thermometer digital adalah sebesar 0.022%

6. Pada pengujian laboratorium, output bekerja sesuai dengan suhu set point

sedangkan pada pengujian kendaraan, output tidak bekerja karena suhu set point tidak tercapai.

5.2 SARAN

Untuk perkembangan tugas akhir ini diharapkan agar alat ini dapat diaplikasikan ke berbagai jenis kendaraan. Dimana setiap kendaraan memiliki suhu set point

maksimum yang berbeda-beda, sehingga terdapat saran untuk tugas akhir ini berupa :

1. Diperlukan masukan berupa keypad untuk mengatur besaran suhu set point

sehingga tidak perlu melakukan pemrograman ulang ketika akan mengganti suhu set point.

2. Perlu adanya penambahan fitur penundaan waktu (delay) mesin mati setelah kunci kontak berada pada posisi off supaya suhu mesin turun secara bertahap.

3. Perlu adanya penambahan fitur kipas tetap hidup ketika kunci kontak off

dan mesin sudah mati sedangkan pembacaan suhu masih diatas normal untuk membantu pendinginan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Karyanto, E. 2000. Panduan Reparasi Mesin Diesel. Pedoman Ilmu Jaya. Jakarta.

[2] Rahmat, Doni, Widodo, Karnowo. 2008. Teori Mesin Diesel. Semarang.

[3] Hidayat, Wahyu. 2012. Motor Bensin Modern. Rineka cipta. Jakarta.

[4] Nurcahyo, Sidik. 2012. Aplikasi dan Teknik Pemrograman Mikrokontroler AVR

Atmel. Penerbit Andi. Yogyakarta

[5] Sulistiyanti, S. R., A Setiawan. 2006. Dasar Sistem Kendali ELT 307. Universitas

Lampung. Lampung.

[6] Winoto, A. 2008. Mikrokontroller AVR ATmega8/32/16/8535 dan Pemrograman

dengan Bahasa C Pada WinAVR. Informatika. Bandung.

[7] Arifianto, Deni. 2011. Kumpulan Rangkaian Elektronika Sederhana. Kawan

49

3.8 Diagram Alir Sistem

Gambar 3.8. Diagram alir proteksi suhu mesin

Untuk pengaman kelistrikannya, digunakan sensor tegangan untuk membaca

tegangan pada baterai. Tegangan aman untuk dilakukan pengisian pada baterai

adalah tidak lebih dari 14.5 Volt. Jika tegangan yang diberikan ke aki berlebih,

maka akan terjadi

over charging

pada aki yang dapat menyebabkan umur baterai

menjadi lebih pendek. Dan bila tegangan baterai berada dibawah 11 V ini

menandakan bahwa tidak terjadi pengisian ke baterai. Hal ini dapat menyebabkan

peralatan kelistrikan pada kendaraan tidak dapat digunakan. Selain itu juga

solenoid tidak dapat bekerja dan dapat menyebabkan kendaraan tidak dapat

berjalan karena solenoid menutup saluran bahan bakar. Niai suhu dan tegangan

tersebut ditampilkan di LCD 2x16 dan bisa diletakkan di

dashboard

mobil

maupun ditempat yang mudah dijangkau oleh mata.

Gambar 3.9. Diagram alir peringatan tegangan baterai

3.9

Metode Pengujian dan Kalibrasi

Pada proses kalibrasi yang digunakan untuk membaca nilai suhu yaitu mengacu

pada thermometer digital sedangkan untuk sensor tegangan menggunakan

multitester digital.

Pengujian dilakukan sebanyak dua kali yaitu pengujian laboratorium dan

pengujian pada kendaraan. Pada pengujian di laboratorium dilakukan simulasi

seperti keadaan pada kendaraan dengan cara melakukan pemanasan air

51

menggunakan kompor dan dilihat hasil pembacaan suhu dan apakah

buzzer

dan

kipas bekerja pada suhu

set point

. Sedangkan untuk pembacaan sensor tegangan

menggunakan

power supply variable

. Pengujian kedua dilakukan pada kendaraan

yaitu memasang sistem secara keseluruhan dan dilihat hasil pembacaan suhu dan

tegangan pada LCD yang terpasang.

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. SIMPULAN

Berdasarkan hasil yang diperoleh pada sistem yang meliputi pembacaan nilai suhu

dan tegangan serta aksi yang dilakukan oleh kipas, solenoid, dan

buzzer maka

dapat diambil simpulan sebagai berikut :

1.

Telah berhasil dirancang sistem proteksi suhu mesin yang dapat menjaga

suhu kerja mesin dengan mengatur kerja kipas dan peringatan terhadap

perubahan tegangan pada aki.

2.

Telah berhasil dirancang sistem dengan menggunakan LCD 2x16 untuk

memberikan informasi suhu mesin dan tegangan aki kepada pengendara.

3.

Terpasangnya sistem pada kendaraan Chevrolet Trooper Diesel dengan

pengujian melakukan perjalanan dari kampus Unila ke Liwa dan

sebaliknya dan didapat hasil berupa output tidak bekerja karena suhu

set

point tidak tercapai selama perjalanan.

4.

Error perbandingan pembacaan nilai tegangan menggunakan sensor

tegangan dan multitester sanwa DC800 adalah sebesar 0.01%

5.

Rata-rata error pengujian sensor LM35 dengan thermometer digital adalah

sebesar 0.015%. Sedangkan rata-rata error untuk pengujian

78

LM35(temperature sender) dengan

thermometer digital adalah sebesar

0.022%

6.

Pada pengujian laboratorium, output bekerja sesuai dengan suhu

set point

sedangkan pada pengujian kendaraan, output tidak bekerja karena suhu set

point tidak tercapai.

5.2 SARAN

Untuk perkembangan tugas akhir ini diharapkan agar alat ini dapat diaplikasikan

ke berbagai jenis kendaraan. Dimana setiap kendaraan memiliki suhu

set point

maksimum yang berbeda-beda, sehingga terdapat saran untuk tugas akhir ini

berupa :

1.

Diperlukan masukan berupa keypad untuk mengatur besaran suhu set point

sehingga tidak perlu melakukan pemrograman ulang ketika akan

mengganti suhu set point.

2.

Perlu adanya penambahan fitur penundaan waktu

(delay) mesin mati

setelah kunci kontak berada pada posisi

off supaya suhu mesin turun

secara bertahap.

3.

Perlu adanya penambahan fitur kipas tetap hidup ketika kunci kontak

off

dan mesin sudah mati sedangkan pembacaan suhu masih diatas normal

untuk membantu pendinginan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Karyanto, E. 2000.

Panduan Reparasi Mesin Diesel

. Pedoman Ilmu Jaya. Jakarta.

[2] Rahmat, Doni, Widodo, Karnowo. 2008.

Teori Mesin Diesel

. Semarang.

[3] Hidayat, Wahyu. 2012.

Motor Bensin Modern

. Rineka cipta. Jakarta.

[4] Nurcahyo, Sidik. 2012.

Aplikasi dan Teknik Pemrograman Mikrokontroler AVR

Atmel

. Penerbit Andi. Yogyakarta

[5] Sulistiyanti, S. R., A Setiawan. 2006.

Dasar Sistem Kendali ELT 307

. Universitas

Lampung. Lampung.

[6] Winoto, A. 2008.

Mikrokontroller AVR ATmega8/32/16/8535 dan Pemrograman

dengan Bahasa C Pada WinAVR

. Informatika. Bandung.

[7] Arifianto, Deni. 2011.

Kumpulan Rangkaian Elektronika Sederhana

. Kawan