PENGENDALI DAN PENAMPIL KETINGGIAN AIR BERBASIS PC TUGAS AKHIR - Pengendali dan penampil ketinggian air berbasis PC - USD Repository

  PENGENDALI DAN PENAMPIL KETINGGIAN AIR BERBASIS PC TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Oleh: Nama : Clemensius Adith Nugroho NIM : 025114017 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  

WATER LEVEL CONTROLLER AND DISPLAY

BASED ON PC

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Electrical Engineering Study Program

By :

Name : Clemensius Adith Nugroho

  

Student ID Number : 025114017

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGI FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

PENGENDALI DAN PENAMPIL KETINGGIAN AIR

BERBASIS PC

(WATER LEVEL CONTROLLER AND DISPLAY BASED ON PC)

Oleh :

  

Clemensius Adith Nugroho

NIM : 025114017

Telah disetujui oleh :

Dosen Pembimbing I,

  

B. Wuri Harini, ST, M.T Tanggal : ___________________

Dosen Pembimbing II,

Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. Tanggal : ___________________

  

HALAMAN PENGESAHAN

PENGENDALI DAN PENAMPIL KETINGGIAN AIR

BERBASIS PC

Dipersiapkan dan disusun oleh :

  

Clemensius Adith Nugroho

NIM : 025114017

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji

  Pada tanggal : 24 Oktober 2007

dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji

Nama Lengkap Tanda Tangan

  Ketua : Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. .....................................

Sekretaris : B. Wuri Harini, S.T., M.T. .....................................

Anggota : A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. .....................................

Anggota : Pius Yozy Merucahyo, S.T., M.T. .....................................

  Yogyakarta, 24 Oktober 2007 Fakultas Sains dan Teknologi

  

Universitas Sanata Dharma

Dekan

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

  Yogyakarta, 24 Oktober 2007 Clemensius Adith Nugroho

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

  You’ll never walk alone ...

  

Dengan segala puj i dan syukur ke hadirat Allah Bapa, Allah Put ra,

dan Allah Roh Kudus, penulis persembahkan karya ini kepada: Ayah dan Ibuku t ercint a Kakak–kakakku t ercint a Iwan & Ant o

  Segenap keluarga besarku t ercint a Semua t eman dan sahabat ku Kekasihku Leea at as kasih sayang dan dukungannya T eman-t emanku elekt ro 2002

  Almamet erku Universit as Sanat a Dharma T erimakasih at as segala dukungan, kasih dan cint a yang selalu

  

Pengendali dan Penampil Ketinggian Air Berbasis PC

Nama : Clemensius Adith Nugroho

NIM : 025114017

  

INTISARI

Tugas akhir ini mendeskripsikan tentang Pengendali dan Penampil

Ketinggian Air Berbasis PC yang menggunakan pompa air untuk memperoleh

ketinggian air yang stabil.

  Pengendali dan penampil ketinggian air ini diolah dengan menggunakan

program Visual Basic 6.0. Masukan dari pengendali PC ini adalah hasil biner dari

keluaran ADC, kemudian diimplementasikan dengan menggunakan program

Visual Basic. Dari hasil implementasi tersebut kemudian digunakan untuk

mengendalikan pompa. Pada implementasi, terdapat 3 nilai level set point yaitu

ketinggian air 4cm, ketinggian air 7cm, dan ketinggian air 10cm. Pemilihan set

point dilakukan dengan memilih tombol set point pada program.

  Pada saat sistem dilakukan pengujian, dapat diketahui bahwa perangkat

elektronis yang dibuat sudah dapat digunakan sebagai piranti pengendali untuk

mengatur batasan ketinggian air yang diinginkan. Kata kunci : ketinggian air, pengendali, Visual Basic.

  

Water Level Controller and Display Based on PC

Name : Clemensius Adith Nugroho

Student ID Number : 025114017

  

ABSTRACT

This final project describes about Water Level Controller and Display Based on PC using a water pump to get the water level constant. Water Level Controller and Display Based on PC is applied using Visual

Basic 6.0 program. Input from PC controller is binarry result from ADC, then

implementation by using Visual Basic program. From the implementation result

then applied to control pump. At implementation, there are 3 value level set point

that is water level 4cm, water level 7cm, and water level 10cm. Selection of set

point done by choosing set point button at program.

  When the system was tested, can be known that periperal electronis which

made have earned to be used as controller apparatus to arrange wanted water level

constrain Keywords: water level, controller, Visual Basic.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

kasih karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang

berjudul “Pengendali dan Penampil Ketinggian Air Berbasis PC.” Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

Dharma sekaligus sebagai upaya untuk memperdalam dan memperkaya wawasan

berpikir serta menambah wacana di bidang elektronika khususnya dan sains

teknologi pada umumnya.

  Pembuatan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan berbagai pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Tuhan Yesus atas penyertaan dan bimbingan-Nya.

  2. Bapak Ir. Gregorius Heliarko, S.J., S.S., BST., M.A., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  3. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng selaku Kepala Jurusan Teknik Elektro.

  4. Ibu B. Wuri Harini, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I atas ide-ide yang berguna dan juga telah memberikan bimbingan, masukan, waktu, dan perhatiannya selama penyusunan tugas akhir ini.

  5. Ibu Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu serta memberikan bimbingan dan saran yang sangat berguna untuk tugas akhir ini.

  6. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

  7. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Teknik.

  

8. Bapak dan Ibu tercinta atas doa, semangat, nasehat serta dukungan secara

moril maupun materiil. Kuingin bisa berikan sesuatu yang berharga.

  

9. Mas Iwan dan Mas Anto atas kasih sayang, doa, perhatian, dan dukungan

yang tiada henti.

  

10. Seseorang yang sangat berarti untukku dalam suka dan duka Leea Lovisa,

udah ngga kehitung the nite and days you help me. Terima kasih atas

kebersamaan, dukungan, cinta, perhatian, dan kesabaran yang tiada henti.

  11. Saudara-saudaraku di The Marto’s : Tutus, Coco, Rino thanks bro.

  12. Segenap keluarga Bapak Wakidi, terima kasih atas segala kebaikannya.

  

13. Sahabat dan teman-temanku di Marcopolo Sang Pemberani dan Tangguh :

Plenthonx, Gepeng, Bhule, Nango, Deri, Andex, Lambe, Iksan, Yudi, special thanks to Kobo, terima kasih atas dukungan, perhatian, perjuangan, kebersamaan dan kekompakannya selama ini. Tak lupa saya ucapkan terima kasih untuk Mas Nok, Hymen, Marcel, Inul yang telah merantau entah kemana. Tetap bertahan walapun dunia keras, thanks for all guys... jangan pada ganti nomor ya.

  

14. Sahabat-sahabatku di elektro 2002 : Sinung, PK, Koten, Wawan, Roby, Dhanny, Yoga, Andis, Hari, Lele, Dhika, Oscar, Ido, Denny, Ahok, Iyok, Erick, Heri S, Broto, Bala dan teman-teman seperjuangan lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu di sini. Saya ucapkan banyak terima kasih atas dukungannya. Semoga kita semua dapat menyelesaikan apa yang telah kita mulai bersama dan bersatu padu membangun Indonesia cerdas dan berwawasan.

  15. Teman-temanku di Catena.net, jangan bersedih dan tetap semangat.

  16. Teman-temanku di dunia maya, keep contact.

  

17. Komputerku sayang komputerku malang, tanpamu apalah jadinya daku.

  18. Balon, semoga kau tenang di alam sana.

  19. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu persatu sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

  Penulis dengan penuh kesadaran memahami dalam penelitian ini masih

banyak terdapat kekurangannya. Oleh karenanya sumbang saran yang bersifat

membangun dari pembaca sangat diharapkan. Akhirnya penulis berharap semoga

tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya dan dunia elektronika

umumnya.

  Yogyakarta, 24 Oktober 2007 Penulis

Clemensius Adith Nugroho

  DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN........................................................................ iv HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................. v

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................... vi

  INTISARI ....................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR.................................................................................... ix

DAFTAR ISI................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xvi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xix

BAB I. PENDAHULUAN

  

1.1 Judul ..................................................................................................... 1

  

1.2 Latar Belakang ..................................................................................... 1

  1.3 Tujuan dan Manfaat ............................................................................. 2

  1.4 Perumusan Masalah.............................................................................. 3

  1.5 Batasan Masalah................................................................................... 3

  1.6 Metodologi Penelitian .......................................................................... 4

  1.7 Sistematika Penulisan........................................................................... 5

  BAB II. DASAR TEORI

  2.1 Sistem Kendali ..................................................................................... 6

  

2.1.1 Tinjauan Umum Sistem Pengendalian ..................................... 6

2.1.2 Konfigurasi sistem Kendali ......................................................

  9

  2.1.3 Variabel Sistem Kendali........................................................... 10 2.2 Transduser Hambatan...........................................................................

  11

  2.2.1 Resolusi .................................................................................... 12

  2.3 ADC (Analog to Digital Converter)..................................................... 12

  2.3.1 Parameter ADC ........................................................................ 15

  2.4 Visual Basic 6.0.................................................................................... 16

  2.4.1 Menu Bar.................................................................................. 17

  2.4.2 Toolbars ................................................................................... 17

  2.4.3 Jendela Project Explorer .......................................................... 18

  2.4.4 Jendela Properties .................................................................... 18

  2.4.5 Jendela Form Layout ................................................................ 19

  2.4.6 Jendela Form Designer ............................................................. 19 2.4.7 ..................................................................................... 20 Toolbox

  2.4.8 Jendela Code Editor ................................................................. 20

  2.5 Port Paralel DB25 ................................................................................ 21

  2.6 Penggerak Pompa AC (Driver) ............................................................ 23

  2.7 Solid-State Relay .................................................................................. 25

  2.8 Penguat Tak Membalik (Non Inverting Amplifier) .............................. 26

  2.9 Tanggapan Sistem................................................................................ 28

  BAB III PERANCANGAN

  3.1 Diagram Blok ....................................................................................... 30

  3.2 Pemodelan Elemen-elemen sistem Pengendali Ketinggian Air ........... 31 3.2.1 Pelampung ................................................................................

  31 3.2.2 Sensor .......................................................................................

  32 3.2.3 Penguat Tegangan ....................................................................

  33

  

3.2.4 Antarmuka Rangkaian Sensor dan Rangkaian Penguat

Tegangan dengan ADC ........................................................... 35

  3.2.5 Analog to Digital Converter (ADC 0804)................................ 37

  

3.2.6 Antarmuka DB25 dengan ADC 0804 ...................................... 38

3.2.7 Pengendali Menggunakan PC ..................................................

  39

  

3.2.8 Penggerak Pompa (Driver)....................................................... 39

3.2.9 Aktuator (Pompa) .....................................................................

  40

  3.3 Perancangan Software .......................................................................... 40

  

3.3.1 Diagram Alir Keseluruhan Sistem Kerja.................................. 40

  

3.3.2 Program Penampil Ketinggian Air ........................................... 43

  BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

  4.1 Prinsip Kerja dan Cara Pengoperasian Alat ......................................... 46 4.2 Pengamatan Tanggapan Sistem............................................................

  48

  

4.2.1 Data Pengamatan Set Point pada Keadaan Kran Tertutup ....... 48

  4.2.2 Data Pengamatan Set Point pada Keadaan Kran Terbuka........ 56

  4.2.3 Perbandingan Data Tanggapan Sistem pada Keadaan Kran Tertutup dan Kran Terbuka ...................................................... 65

  4.3 Pengamatan Sensor ..............................................................................

  66

  4.4 Pengamatan Kontroler On-Off............................................................. 67 4.5 Pengamatan ADC.................................................................................

  68

  4.6 Pengamatan Kerja Program Visual Basic 6.0 ...................................... 70

  BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan ......................................................................................

  79 5.2 Saran ......................................................................................

  79 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Elemen-elemen kendali edaran tertutup .............................. 9 Gambar 2.2.a Simbol Potensiometer .......................................................... 11

  

Gambar 2.2.b Perbandingan hambatan RA dan RB pada potensiometer ... 11

Gambar 2.3 Konfigurasi pin-pin IC ADC 0804 ...................................... 13Gambar 2.4 Daerah Pengembangan Visual Basic 6.0 ............................. 17Gambar 2.5 Menu Bar ............................................................................. 17Gambar 2.6 Toolbars ............................................................................... 18Gambar 2.7 Jendela Project Explorer ..................................................... 18Gambar 2.8 Jendela Properties ............................................................... 19Gambar 2.9 ........................................................................ 19

  Form Layout

Gambar 2.10 Jendela Form Designer........................................................ 20Gambar 2.11 Toolbox ................................................................................ 20Gambar 2.12 Jendela Code Editor............................................................. 21Gambar 2.13 Port paralel DB25................................................................ 22Gambar 2.14 Bentuk fisik triac ................................................................. 23Gambar 2.15 Kurva karakteristik triac...................................................... 24Gambar 2.16 MOC30XX (SSR)................................................................ 26Gambar 2.17 Non Inverting Amplifier ....................................................... 27Gambar 3.1 Blok diagram pengendali dan penampil ketinggian air berbasis PC .......................................................................... 30Gambar 3.2 Konfigurasi fisik sistem pengendali dan penampil ketinggian air berbasis PC ................................................... 31Gambar 3.13 Tampilan menu help ............................................................ 43Gambar 4.7 Tanggapan sistem untuk set point ketiga (10cm) ................ 55Gambar 4.6 Grafik pengamatan untuk set point ketiga (10cm) .............. 54Gambar 4.5 Tanggapan sistem untuk set point kedua (7cm) .................. 52Gambar 4.4 Grafik pengamatan untuk set point kedua (7cm)................. 52Gambar 4.3 Tanggapan sistem untuk set point pertama (4cm) ............... 49Gambar 4.2 Grafik pengamatan untuk set point pertama (4cm) ............. 49Gambar 4.1 Perangkat keras pengendali dan penampil ketinggian air berbasis PC .......................................................................... 47Gambar 3.14 Tampilan program pengendali ketinggian air...................... 45Gambar 3.12 Tampilan awal program ....................................................... 43Gambar 3.3 Sistem pendeteksi ketinggian air ......................................... 31Gambar 3.11 Diagram alir keseluruhan sistem kerja ................................ 41Gambar 3.10 Rangkaian penggerak pompa (driver) ................................. 40Gambar 3.9 Antarmuka DB25 dengan ADC 0804.................................. 38Gambar 3.8 Konfigurasi pin-pin IC ADC 0804 ...................................... 37Gambar 3.7 Antarmuka sensor dan penguat tegangan dengan ADC 0804 35Gambar 3.6 Penguat tegangan menggunakan potensiometer .................. 34Gambar 3.5 Grafik tegangan keluaran sensor terhadap ketinggian air.... 33Gambar 3.4 Rangkaian sensor ................................................................. 32Gambar 4.8 Grafik pengamatan untuk set point pertama (4cm) ............. 57Gambar 4.9 Tanggapan sistem untuk set point pertama (4cm) ............... 58Gambar 4.10 Grafik pengamatan untuk set point kedua (7cm)................. 60Gambar 4.11 Tanggapan sistem untuk set point kedua (7cm) .................. 61Gambar 4.12 Grafik pengamatan untuk set point ketiga (10cm) .............. 63Gambar 4.13 Tanggapan sistem untuk set point ketiga (10cm) ................ 64Gambar 4.14 Grafik pengamatan sensor ................................................... 67Gambar 4.15 Tampilan menu login ........................................................... 70Gambar 4.16 Tampilan menu help ............................................................ 70Gambar 4.17 Tampilan form utama program ............................................ 71Gambar 4.18 Tampilan form utama program pada keadaan awal (3cm) .. 72Gambar 4.19 Tampilan form utama program pada ketinggian 4cm.......... 72Gambar 4.20 Tampilan form utama program pada ketinggian 5cm.......... 73Gambar 4.21 Tampilan form utama program pada ketinggian 6cm.......... 73Gambar 4.22 Tampilan form utama program pada ketinggian 7cm.......... 73Gambar 4.23 Tampilan form utama program pada ketinggian 8cm.......... 74Gambar 4.24 Tampilan form utama program pada ketinggian 9cm.......... 74Gambar 4.25 Tampilan form utama program pada ketinggian 10cm........ 74Gambar 4.26 Grafik pengamatan tampilan pada Visual Basic saat kran tertutup .................................................................................

  75 Gambar 4.27 Grafik pengamatan tampilan pada Visual Basic saat kran terbuka .................................................................................

  75 Gambar 4.28 Grafik perbandingan pengamatan hasil pengukuran dengan pengamatan tampilan pada Visual Basic saat kran tertutup.. 76

Gambar 4.29 Grafik perbandingan pengamatan hasil pengukuran dengan pengamatan tampilan pada Visual Basic saat kran terbuka.. 77

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor paralel standar DB25 22Tabel 3.1 Data pengukuran awal 1................................................................ 32Tabel 3.2 Data pengukuran awal 2................................................................ 36Tabel 4.1 Data pengamatan untuk set point 4cm .......................................... 48Tabel 4.2 Data pengamatan untuk set point 7cm .......................................... 51Tabel 4.3 Data pengamatan untuk set point 10cm ........................................ 54Tabel 4.4 Data pengamatan untuk set point 4cm .......................................... 57Tabel 4.5 Data pengamatan untuk set point 7cm .......................................... 60Tabel 4.6 Data pengamatan untuk set point 10cm ........................................ 63Tabel 4.7 Data delay time, rise time, settling time dan steady-state error.... 66Tabel 4.8 Data tegangan keluaran sensor terhadap ketinggian air ................ 67Tabel 4.9 Data tegangan keluaran port DB-25 pada pin 2............................ 68Tabel 4.10 Pengambilan data ADC untuk setiap perubahan kenaikan nilai ... 69Tabel 4.11 Data perbandingan hasil pengukuran dengan hasil pengamatan saat kran tertutup ........................................................................... 76Tabel 4.12 Data perbandingan hasil pengukuran dengan hasil pengamatan saat kran terbuka ........................................................................... 78

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Judul Pengendali dan Penampil Ketinggian Air Berbasis PC.

  1.2 Latar Belakang Masalah Pada tempat-tempat penampungan air seringkali diperlukan suatu

mekanisme untuk mengetahui ketinggian permukaan air. Seringkali mekanisme

tersebut masih berupa cara-cara manual, semisal dengan melihat dan melakukan

pengukuran langsung pada tempat penampungan air tersebut. Mungkin cara

tersebut merupakan cara yang paling sederhana dan mudah, tetapi akan sedikit

sulit jika misalnya letak penampungan air tersebut sulit dijangkau manusia,

sehingga kadang-kadang diperlukan suatu mekanisme pengukur ketinggian

permukaan air secara otomatis, salah satunya dengan membuat semacam sensor

pengukur ketinggian air. Sensor ini kemudian dipasangkan pada penampung air

tersebut.

  Dalam dunia industri modern hampir semua sistem dikendalikan secara

elektronis, baik oleh komputer maupun alat-alat elektronis. Pengendali elektronis

ini merupakan salah satu cara dalam meningkatkan efisiensi produksi suatu

industri. Dalam penelitian ini peneliti mempelajari dan mempraktekkan aplikasi

suatu sistem pengendali otomatis.

  2 Salah satu proses pengendali elektronis adalah pengendali ketinggian

permukaan air menggunakan PC. Pengendalian ketinggian air dalam suatu bak air

ini meliputi beberapa komponen penting, yaitu: pompa air, bak air, sensor

ketinggian air, dan kran pembuangan. Pengendalian ketinggian air dengan

rangkaian digital ini merupakan pengendali dengan kalang tertutup. Untuk itulah

pada penelitian ini, penulis menyajikan sebuah alat yang berfungsi untuk

mengendalikan dan menampilkan ketinggian air dengan menggunakan program

Visual Basic 6.0. Kemampuan alat ini adalah memudahkan kita untuk

mengendalikan ketinggian air sehingga tidak perlu pengendalian manual,

melainkan sudah diatur dalam suatu program yang hasilnya juga akan ditampilkan

dalam program tersebut. Penulis memberi judul “Pengendali dan Penampil

Ketinggian Air Berbasis PC”.

1.3 Tujuan dan Manfaat

  Adapun tujuan pembuatan alat ini yaitu merancang dan membuat suatu

peralatan yang berfungsi sebagai pengendali ketinggian air yang akan ditampilkan

melalui PC.

  Adapun manfaat dari pembuatan alat ini adalah:

  1. Peneliti dapat menguasai program Visual Basic secara baik dan dapat diaplikasikan pada pembuatan alat pengendali dan penampil ketinggian air.

2. Sebagai alat bantu pengaturan volume air pada tangki penampungan air rumah tangga.

  3

1.4 Perumusan Masalah

  Hingga saat ini alat pengendali dan penampil ketinggian air belum banyak

dikenal dan jarang digunakan orang. Dalam pembuatan sistem pengendali dan

penampil ketinggian air berbasis PC ini yang menjadi pemikiran utama adalah

membuat sistem pengendali dan penampil ketinggian air dalam bak dengan

menggunakan potensiometer sebagai sensor jarak dan keluaran dari

potensiometer ini dapat diterima dan diolah oleh komputer dengan memanfaatkan

perangkat lunak Visual Basic 6.0. Dengan program Visual Basic 6.0 ini akan

dihasilkan tampilan berupa angka dan gambar.

  Dengan melihat beberapa tujuan dan latar belakang yang ada, maka

permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini adalah sebagai

berikut:

  1. Apakah pengendali ketinggian air yang dibuat perangkat lunak Visual

Basic 6.0 ini akan memiliki tingkat keakuratan yang tinggi?

2. Apakah sistem yang dirancang dapat bekerja dengan baik?

  3. Apakah pemilihan komponen yang tepat dalam proses perancangan

akan mempengaruhi keakuratan pengendalian dalam praktek?

1.5 Batasan Masalah

  Alat yang digunakan sebagai pengendali dan penampil ketinggian air ini mempunyai batasan-batasan sebagai berikut:

  4

  

1. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah Visual Basic 6.0.

  2. Menggunakan 3 set point (4cm, 7cm, 10cm) sebagai batas sensor ketinggian air.

  3. Bak air yang digunakan adalah dua buah bak aquarium dengan panjang 30cm, lebar 15cm, dan tinggi 15cm. Bak bawah sebagai sumber dan bak atas sebagai objek ketinggian air yang dikendalikan.

  4. Menggunakan Windows XP.

  5. Menggunakan parallel port.

1.6 Metodologi Penelitian

  Metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dalam pembuatan alat yaitu:

  1. Mengumpulkan referensi dan literatur dari perpustakaan dan internet yang berhubungan dengan alat yang akan dibuat.

  2. Pembuatan plant yang terkonsep.

  3. Pengambilan data dari plant.

  4. Perancangan pengendali sesuai dengan yang diinginkan.

  5. Implementasi dari pengendali dan plant.

  6. Pengujian.

  7. Penyusunan laporan.

  5

1.7 Sistematika Penulisan

  

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

  BAB I Pendahuluan Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat dari penelitian, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan.

  BAB II Dasar Teori Bab ini berisi tentang dasar teori yang digunakan untuk membuat Pengendali suhu air yang disertai dengan penjelasan.

  BAB III Rancangan Penelitian Bab ini berisi tentang rancangan peralatan yang dibuat, pemilihan komponen, serta penjelasan singkat tentang cara kerja peralatan.

  BAB IV Hasil dan Pembahasan Bab ini berisi tentang pembahasan dan analisis mengenai hasil penelitian yang telah dilaksanakan. BAB V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi tentang kesimpulan dan spesifikasi peralatan yang dibuat serta saran-saran untuk perbaikan alat dan penelitian selanjutnya.

BAB II DASAR TEORI Pengendali dan penampil ketinggian air adalah alat yang digunakan untuk

  

mengendalikan dan menampilkan perubahan ketinggian air. Pembuatan sistem

pengendali dan penampil ketinggian air berbasis PC ini menggunakan penampil

berupa tampilan pada monitor dengan program Visual Basic 6.0 sebagai

pengendali dan penampil keseluruhan sistem kerja. Port paralel digunakan untuk

mengatur pengiriman data antara plant dengan PC.

2.1 Sistem Kendali

2.1.1 Tinjauan Umum Sistem Pengendalian

  Sistem kendali adalah proses pengendalian terhadap suatu besaran yang memiliki jangkauan nilai tertentu yang dapat dikendalikan. Sistem pengendalian ditinjau dari segi peralatan, sistem kendali terdiri dari berbagai susunan komponen fisis yang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke suatu mesin atau proses agar dapat menghasilkan sesuatu [1].

  Sistem pengendalian terdiri dari tiga proses, yaitu: pengukuran, pembandingan, dan perbaikan. Secara umum sistem kendali dapat di kelompokkan sebagai berikut:

  7

1. Pengendali manual dan otomatis.

  Pengendalian secara manual adalah pengendalian yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator, sedangkan pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan oleh mesin-mesin atau peralatan yang bekerja secara otomatis dan pengoperasiannya di bawah pengawasan manusia.

  Disebut sistem kendali otomatis jika suatu sistem merupakan sistem pengendali kalang tertutup dan pengendalian secara variabel

dilakukan oleh peralatan-peralatan otomatis berupa peralatan-

peralatan elektronis, pneumatis, mekanis maupun kombinasinya.

  Berdasarkan hal tersebut karakteristik penting dari sistem kontrol otomatis adalah sebagai berikut : a. Sistem kendali otomatis merupakan sistem dinamis yang dapat berbentuk linier atau nonlinear. Secara metematis kondisi ini dinyatakan oleh persamaan-persamaan yang berubah terhadap waktu. Misalnya persamaan differensial linier atau nonlinier.

  b. Bersifat menerima masukan, memprosesnya, mengolahnya, dan kemudian mengembangkannya.

  c. Komponen atau unit yang membentuk sistem pengendalian tinggi permukaan air ini akan saling mempengaruhi.

  8 d. Bersifat mengembalikan sinyal ke bagian masukan atau umpan balik dan sinyal umpan balik ini digunakan untuk mengontrol kesalahan sistem.

2. Pengendali kalang tertutup dan kalang terbuka.

  Sistem pengendali kalang tertutup adalah besaran keluaran sistem pengendalian yang memberikan efek terhadap masukan sebagai besaran yang dikendalikan untuk dibandingkan terhadap besaran masukan yang dicatat melalui alat pencatat. Perbedaan nilai yang terjadi antara besaran yang dikendalikan dan ditampilkan dengan alat pencatat digunakan sebagai pengontrol kesalahan yang nantinya akan menjadi besaran pengendalian. Jadi dengan kata lain, sistem kendali kalang tertutup adalah sistem kendali berumpan balik.

  Istilah kalang tertutup berarti menggunakan aksi umpan balik untuk memperkecil kesalahan sistem. Jika sistem kendali digunakan untuk menggantikan operator manusia maka sistem kendali tersebut menjadi otomatis.

  Sistem pengendali kalang terbuka adalah besaran keluaran sistem pengendalian tidak memberikan efek terhadap masukan sebagai besaran yang dikendalikan. Jadi sistem pengendalian kalang terbuka adalah sistem kendali yang tidak berumpan balik.

  9

2.1.2 Konfigurasi Sistem Kendali

  Setiap proses kendali terdiri dari unit yang membentuknya yang

disebut elemen sistem dan selanjutnya elemen ini terdiri dari komponen-

komponen.

  Suatu proses kendali secara fungsional dapat dinyatakan dengan

diagram kotak yang bentuknya tergantung pada jumlah elemen. Diagram

kotak yang umum diberikan pada gambar 2.1.

  Masukan Keluaran

  Pengendali Proses Gv G2 G1

• - +

  Jalur Umpan Balik H

Gambar 2.1 Elemen-elemen kendali edaran tertutup [1].

  Secara umum, elemen dari sebuah kontrol rangkaian tetutup terdiri dari : 1. Masukan Gv.

  Elemen ini berfungsi untuk mengubah besaran yang dikontrol menjadi sinyal masukan bagi sistem kontrol.

2. Pengendali G1.

  Berfungsi untuk memproses sinyal kesalahan yang terjadi dan setelah sinyal kesalahan tersebut dimasukkan melalui elemen pengendalian, akan dihasilkan sinyal yang berfungsi sebagai pengendali proses.

  10

  3. Proses G2.

  

Elemen ini dapat berupa proses mekanis, elektris, hidraulis, pneumatis,

maupun kombinasinya. Dalam perancangan ketinggian permukaan air

ini hanya menggunakan proses mekanis dan elektris.

  4. Jalur Umpan Balik H.

  

Bagian sistem yang mengukur keluaran yang dikontrol dan kemudian

mengubahnya menjadi sinyal umpan balik.

2.1.3 Variabel Sistem Kendali

  Berdasarkan jumlah elemen yang menyusun suatu sistem kendali, terdapat beberapa variabel pngendalian yaitu :

  

1. Set point adalah nilai acuan yang ditentukan secara variabel dan

dikendalikan selama pengendalian.

  

2. Masukan acuan adalah sinyal aktual yang masuk ke sistem

pengendalian.

  

3. Keluaran yang dikendalikan adalah nilai yang akan dipertahankan bagi

variabel yang dikendalikan.

  

4. Variabel yang dimanipulasi adalah sinyal dari elemen pengendalian dan

berfungsi sebagai sinyal pengendalian tanpa adanya gangguan.

  

5. Sinyal umpan balik adalah sinyal yang merupakan fungsi dari keluaran

yang dicatat oleh alat pencatat.

  

6. Sinyal kesalahan adalah selisih antara sinyal acuan dari set point

dengan sinyal sensor ketinggian permukaan air.

  7. Sinyal gangguan adalah sinyal-sinyal tambahan yang tidak diinginkan.

  11

2.2 Transduser Posisi Hambatan

  Salah satu komponen elektronika yang dapat digunakan sebagai transduser

posisi hambatan adalah potensiometer. Potensiometer adalah suatu hambatan yang

dapat diubah nilai resistansinya dengan cara mekanik (memutar/menggeser).

Potensiometer terdiri atas sebuah jalur atau track yang mempunyai resistansi

menyeluruh yang konstan dengan sebuah penyapu (wiper) yang dapat bergerak

sambil tetap bersentuhan dengan jalur atau track.

  Pada tipe karbon, resistansi yang diperoleh dari jalur karbon diatur dengan

mengatur proporsi jumlah dan penempatan antara karbon dengan suatu bahan

isolator pada saat pembuatannya. Pengaturan ini akan menghasilkan jalur yang

mempunyai resistansi konstan di sepanjang jalurnya. Jalur yang demikian akan

menghasilkan hambatan jalur yang linear.

  Ada dua macam potensiometer yang biasa digunakan dalam elektronika, yaitu:

  

1. Potensiometer yang hambatannya berubah sesuai dengan skala logaritmis.

  2. Potensiometer yang hambatannya berubah sesuai dengan skala linear.

  Pada rangkaian elektronika potensiometer memiliki lambang, seperti pada gambar 2.2 (a).

  Vin Vout Vout

Vin

  12

Gambar 2.2 (a) Simbol potensiometer, (b) Perbandingan hambatan RA dan RB pada potensiometer [2].

  Besarnya tegangan keluaran Vout pada potensiometer ditentukan oleh perbandingan RA dan RB seperti pada persamaan 2.1 di bawah ini yang sesuai dengan gambar 2.3 (b).

  RA (2.1)

  Vout = Vin x

• RA RB

2.2.1 Resolusi

   Resolusi adalah perubahan terbesar dari input yang tidak akan mengakibatkan perubahan pada output. Dengan kata lain dapat didefinisikan sebagai perubahan terkecil dari input yang dapat menyebabkan perubahan pada output.

  Pada resistor variabel dengan jalur terbuat dari karbon harga resolusi akan sangat kecil karena partikel penyusun dari karbon sangat kecil. Tegangan keluaran akan beretambah secara beertahap sebesar tegangan yang digunakan dibagi jumlah perpindahan penyapu pada variabel resistor dari posisi minimum sampai ke maksimum seperti pada persamaan 2.1.

2.3 ADC ( Analog to Digital Converter)

  ADC (Analog to Digital Converter) adalah pengubah besaran analog ke digital. Pengubah ini akan mengubah besaran-besaran analog menjadi bilangan- bilangan digital sehingga bisa diproses dengan komputer. Perubahan-perubahan

  13

bisa dilihat misalnya pada voltmeter digital, sampling suara dengan komputer,

dan kamera digital.

  Untuk konfigurasi pin-pin ADC 0804 dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini.

Gambar 2.3 Konfigurasi pin-pin IC ADC 0804.

  Pada gambar 2.3 ditunjukkan konfigurasi pin-pin IC ADC 0804 dan masing-masing fungsi pin tersebut adalah sebagai berikut:

  1. Pin1 dan pin 2 (CS dan RD).

  Jika CS rendah dan RD tinggi, maka pin 11 sampai 18 (D0 – D7) mengambang dan tidak mengeluarkan data digital.

  2. Pin 3 (WR).

  Merupakan sinyal konversi. Jika WR rendah, konversi mengalami reset dan jika WR tinggi maka konversi segera dimulai.

  14

  3. Pin 4 dan pin 19 (Clk In dan Clk R) Frekuensi detak konverter harus terletak dalam daerah frekuensi 100 KHz sampai 1460KHz.

  4. Pin 5 (INTR) Sinyal INTR merupakan sinyal selesai konversi. Bila INTR bernilai tinggi maka hal itu akan menandakan konversi dimulai, dan sebaliknya jika INTR bernilai rendah maka hal itu menandakan konversi telah selesai.

  5. Pin 6 [Vin(+)].

  Merupakan tegangan masukan analog positif.

  6. Pin 7 [Vin(-)].

  Merupakan tegangan masukan analog negatif.

  7. Pin 8 dan 10 (Agnd dan Vgnd).

  Pin 8 merupakan pin Agnd dan pin 10 merupakan Vgnd. Kedua pin ini harus dihubungkan ke tanah (ground).

  8. Pin 9 (V ref / 2 ).

  Merupakan tegangan masukan analog maksimum, yaitu tegangan yang menghasilkan suatu keluaran digital maksimum FFH. Apabila pin 9 ini tidak dihubungkan maka V ref bernilai sama dengan tegangan catu (V cc ).

  9. Pin 11 – 18 (D 7 – D ) Pin 11 – 18 atau D 7 – D merupakan keluaran ADC yang berupa sinyal digital.

  15

10. Pin 20 (V cc ) Sebagai masukan tegangan catu sebesar 5V.

2.3.1 Parameter ADC

  Kuantitas penting dalam ADC adalah rentang perubahan tegangan

terkecil yang yang disebut dengan resolusi. Hal-hal yang juga perlu

diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang

dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi,

pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinya.

  Beberapa karakteristik penting ADC :

  1. Waktu konversi

  2. Resolusi

  3. Ketidaklinieran

  4. Akurasi Sesuai dengan rumusan pada datasheet ADC 0804, frekuensi clock dengan konfigurasi typical pada datasheet.

  1 ⎛ ⎞ f Clk = (2.2)

  ⎜ ⎟ RC

  ⎝ ⎠ Resolusi ADC dinyatakan dengan persamaan 2.3.

  V -

  V

• ref( ) ref(-)

  (2.3) Resolusi = 255

  Keterangan : Resolusi = Ketelitian ADC V ref(+) = Referensi tegangan atas V ref(-) = Referensi tegangan bawah

  16

  V ref

  Sesuai dengan penggunaan typical ADC 0804 dengan = 2,5 volt,

  2 maka:

• 5 Resolusi = 255 Resolusi = 19,6 mV Perubahan ADC tiap bit dinyatakan dengan persamaan 2.4.

  Tegangan konversi (2.4) Level = Resolusi ADC

  (2.5) Tegangan konversi = Level x Resolusi ADC

2.4 Visual Basic 6.0

  Visual Basic 6.0 [3] adalah salah satu perangkat lunak (software) untuk

membangun aplikasi dalam lingkungan Windows. Dalam pengembangan aplikasi,

Visual Basic 6.0 menggunakan pendekatan visual untuk merancang user interface

dalam bentuk form, sedangkan untuk penyandiannya digunakan syntax bahasa

Basic yang cenderung mudah dipelajari. Dengan kecanggihan yang ditawarkan