PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560.

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER

ARDUINO ATMEGA 2560

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan sidang yudisium diploma-III

OLEH : JEJE ROHIMAN

1004606

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III TEKNIK ELEKTRO JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER

ARDUINO ATMEGA 2560

Oleh Jeje Rohiman

Sebuah laporan proyek akhir yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Diploma pada Fakultas Pendidikan Teknik dan Kejuruan

© Jeje Rohiman 2013 Universitas Pendidikan Indonesia

Oktober 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Laporan proyek akhir ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa izin dari penulis.

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROONTROLER

ARDUINO ATMEGA 2560

ABSTRAK

Kemajuan teknologi telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan dunia kerja baik dalam sektor real maupun non-real. Mikrokontroler merupakan salah satu kemajuan teknologi, penggunaan mikrokontroler untuk mempermudah dan mempercepat penggunaan alat lain. Salah satu pengembangan aplikasi yang menggunakan mikrokontroler adalah sistem pengaturan kecepatan putaran motor DC. Dalam Tugas Akhir ini dirancang suatu perangkat pengatur kecepatan putaran motor DC 19 volt berbasis mikrokontroler Arduino Atmega 2560. Pengatur kecepatan putaran motor DC menggunakan metode pulse width modulation (PWM), yaitu dengan mengatur durasi waktu tunda dari pulsa yang diumpan ke rangkaian driver motor. Sedangkan untuk mengetahui kecepatan putaran motor DC tersebut menggunakan optocoupler berbentuk U, hasil data ditampilkan pada PC/laptop yang terhubung dengan mikrokontroler Arduino Atmega 2560 melalui hubung serial port USB. Dari penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan dengan interface yang lebih baik, menggunakan sensor kecepatan yang lebih berkualitas dan penempatan encoder yang lebih baik agar pembacaan nilai kecepatan lebih akurat.

ROUND TIMER SPEED PERMANENT MAGNET DC MOTOR 19 VOLT USE ARDUINO MICROCONTROLLER ATMEGA 2560

ABSTRACT

Advances in technology has been widely applied in daily life and the world of work in both sectors as well as non - real estate . Microcontroller is one of the advances in technology, the use of a microcontroller to simplify and accelerate the use of other tools . One of the applications that use microcontroller development system is a DC motor speed regulation . In this final project designed a device DC motor speed controller 19 volt based Arduino microcontroller Atmega 2560 . DC motor speed control using pulse width modulation ( PWM ) , is to set the duration of the time delay of the pulses are fed to the motor driver circuit . As for knowing the speed of the DC motor using a U -shaped optocoupler , the result data is displayed on a PC / laptop connected to the Arduino Atmega 2560 microcontroller through the USB port serial circuit . From this study are expected to be developed with a better interface , use the speed sensor placement quality and better encoder that value speed more accurate readings .

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu iv

DAFTAR ISI ABSTRAK KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 2

1.3Tujuan Penulisan ... 3

1.4Batasan Masalah... 3

1.5Manfaat Penulisan ... 4

1.6Metodologi ... 4

1.7Sistematika Penulisan ... 5

BAB II LANDASAN TEORI 2.1Pengertian Motor DC ... 7

2.2Kegunaan Motor DC ... 8

2.3Prinsip Kerja Motor DC ... 8

2.4Konstruksi Motor DC ... 10

2.5Jenis-jenis Motor DC ... 12

2.6Pengaturan Kecepatan Putaran Motor DC ... 14

2.7Mikrokontroler ... 16

2.8Komponen Mikrokontroler ... 17

2.9Bahasa Assembly di Mikrokontroler ... 18

2.10 Jenis jenis Mikrokontroler Arduino ... 19

2.11 Komponen Arduino ... 22

2.12 Software Arduino ... 24

2.13 Sensor Optocoupler ... 25

2.14 Visual Basic 6.0 ... 26

BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1Perancangan ... 31

3.2Langkah-langkah Perancangan ... 31

3.3Flow Chart ... 32

3.4Blok Diagram ... 35

3.5Perancangan Sistem Pengatur Kecepatan Putaran Motor DC .... 36

3.6Perancangan Software ... 41

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS 4.1Pengukuran dan Pengujian ... 47

4.2Pengukuran pada Rangkaian Driver ... 48

4.3Pengujian Motor DC ... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan ... 52

5.2Saran ... 53 DAFTAR PUSTAKA

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu vi

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Simbol – Simbol Flow Chart ... 32

Tabel 3.2 Spesifikasi Mikrokontroler Arduino Atmega 2560 ... 37

Tabel 3.3 Spesifikasi Motor DC ... 39

Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan pada Kaki Transistor ... 48

Tabel 4.2 Pengukuran Tegangan pada Dioda ... 49

Tabel 4.3 Pengukuran Kecepatan Puitaran Motor DC... 50

Tabel 4.4 Kecepatan Motor DC menggunakan Rangkaian Driver ... 50

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Motor DC ... 7

Gambar 2.2 Prinsip Kerja Motor DC ... 9

Gambar 2.3 Konstruksi Motor DC ... 10

Gambar 2.4 Rangkaian Ekivalen Motor DC Berpenguatan Terpisah .... 12

Gambar 2.5 Rangkaian Motor Shunt ... 13

Gambar 2.6 Rangkaian Motor Seri ... 13

Gambar 2.7 Rangkaian Motor Kompon ... 14

Gambar 2.8 Diagram Blok Mikrokontroler... 17

Gambar 2.9 Arduino Uno ... 19

Gambar 2.10 Arduino Mega ... 20

Gambar 2.11 Arduino Fio ... 21

Gambar 2.12 Skematik Arduino Uno ... 22

Gambar 2.13 Tampilan IDE Arduino dengan sebuah Sketch ... 25

Gambar 2.14 Sensor Optocoupler... 26

Gambar 2.15 Menu Bar ... 27

Gambar 2.16 Toolbar ... 27

Gambar 2.17 Toolbox ... 28

Gambar 3.1 Flow Chart Pengatur Kecepatan Putaran Motor DC ... 34

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu viii

Gambar 3.3 Foto Model Alat ... 37

Gambar 3.4 Foto Motor DC ... 38

Gambar 3.5 Rangkaian Driver ... 40

Gambar 3.6 Foto Rangkaian Driver ... 40

Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Optocoupler ... 41

Gambar 3.8 Tampilan Program Arduino ... 42

Gambar 3.9 Layar Pemilih Jenis Project ... 43

Gambar 3.10 Form Project ... 44

Gambar 3.11 Tampilan Pengatur pada Form Project ... 45

Gambar 3.12 Form Kode... 45

Jeje Rohiman, 2014

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Motor DC (Direct Current) adalah motor yang menggunakan sumber tegangan searah. Terdapat beberapa jenis motor DC yang tersedia, diantaranya adalah motor DC dengan kumparan medan dan motor DC dengan magnet permanen.

Pengaturan kecepatan memegang peranan penting pada motor DC, karena motor DC mempunyai kararkteristik torsi kecepatan yang menguntungkan dibandingkan dengan motor lainnya. Untuk mengatur kecepatan motor DC dibutuhkan sistem kendali yang efektif, efisien dan tepat. Sesuai dengan perkembangan zaman, sistem kendali analog telah mulai ditinggalkan dan diganti dengan sistem kendali digital. Aplikasi sistem kendali digital berkembang dengan pesatnya mulai tahun 1970 dengan lahirnya teknologi mikroprosesor dilanjutkan dengan mikrokontroler. Walau pada awalnya mikrokontroler pemakaiannya sangat terbatas tetapi seiring dengan perkembangan teknologi pemakaiannya sudah mudah.

Oleh karena itu sistem kendali digital dengan mikrokontroler menjadi sebuah solusi yang baik saat ini. Mikrokontroler pada dasarnya adalah rangkaian terintegrasi (Integrated Circuit – IC) yang telah mengandung secara lengkap berbagai komponen pembentuk sebuah komputer. Hal ini berbeda dengan

2

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

mikroprosesor yang masih memerlukan komponen luar tambahan seperti RAM, ROM, timmer, dan sebagainya. Untuk sistem mikrokontroler, tambahan komponen di atas secara praktis hampir tidak dibutuhkan lagi. Hal ini disebabkan semua komponen penting tersebut telah ditanam bersama dengan sistem prosesor ke dalam IC tunggal mikrokontroler bersangkutan. Dengan alasan itu sistem

mikrokontroler dikenal juga dengan istilah populer “the real computer on a chip” berarti komputer utuh dalam keping tunggal.

Berdasarkan uraian diatas maka penulis akan mencoba memanfaatkan mikrokontroler sebagai pengatur kecepatan putaran motor DC magnet permanen berbasis mikrokontroler Arduino Atmega 2560.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan masalah yang akan dibahas pada Tugas Akhir ini dapat dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana Mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dapat mengatur kecepatan putaran motor DC 19 V?

2. Bagaimana menghubungkan Mikrokontroler Arduino dengan PC/laptop? 3. Bagaimana mengetahui berapa kecepatan motor DC 19 V saat berputar?

3

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah :

1. Mengatur kecepatan putaran motor DC 19 V menggunakan Arduino Atmega 2560.

2. Menghubungkan Mikrokontroler Arduino dengan PC/laptop. 3. Mengetahui berapa kecepatan motor DC 19 V saat berputar.

1.4 Batasan Masalah

Agar pembuatan tugas akhir lebih terarah dan untuk mempermudah pembahasannya, maka penulis membatasi masalah yang akan dibahas, diantaranya sebagai berikut :

1. Alat yang dibuat merupakan simulasi dari sistem perancangan pengaturan kecepatan motor DC.

2. Modul dan software mikrokontroler yang digunakan sebagai pusat proses dan pengaturan input dan output adalah mikrokontroler arduino.

3. Pengaturan kecepatan pada motor DC menggunakan rangkaian driver.

4. Perangkat keras yang dibutuhkan untuk aplikasi input atau output adalah mikrokontroler Arduino Atmega 2560, rangkaian driver, sensor optocoupler dan motor DC magnet permanen merk Toshiba 19 VDC, 2 A, 161 RPM, 24 WATT.

4

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

1.5 Manfaat Penulisan

Manfaat dari tugas akhir perancangan sistem pengatur kecepatan putaran motor DC berbasis mikrokontroler arduino ini adalah :

1. Bagi Penulis

Untuk memperluas pengetahuan mengenai mikrokontroler arduino yang dijadikan pengatur kecepatan putaran motor DC.

2. Bagi Mahasiswa dan Pembaca Lainnya

Merupakan tambahan referensi bacaan dan informasi khususnya bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektro yang sedang menyusun Tugas Akhir dengan pokok permasalahan yang sama.

3. Bagi Industri/Pabrik

Diharapkan dapat menjadi solusi sehingga dapat dimanfaatkan dan

direalisasikan, seperti untuk mesin bor di bengkel, conveyer, elevator. Untuk memudahkan pekerjaan sehingga proses industri dapat berjalan lebih efisien.

1.6 Metodologi

Metodologi yang digunakan dalam menyelesaikan proyek akhir ini adalah sebagai berikut :

A. Studi Literatur

Pada tahap ini merupakan tahap pencarian informasi dan studi literatur yang diperlukan untuk pengumpulan data dan desain sistem yang akan dibuat. Informasi didapatkan dari buku, dan materi – materi lain yang berhubungan yang didapat dari internet.

5

B. Analisis dan Perancangan Sistem

Pada tahap ini dilakukan analisis kebutuhan dan perancangan sistem untuk merumuskan solusi yang tepat dalam pembuatan aplikasi serta kemungkinan yang dapat dilakukan untuk mengimplementasikan rancangan tersebut.

C. Ujicoba dan Evaluasi

Pada tahap ini dilakukan ujicoba terhadap sistem yang dibuat, tujuannya untuk menemukan kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi serta melakukan perbaikan atas kesalahan tersebut.

D. Penyusunan Buku Tugas Akhir

Pada tahap ini dilakukan penyusunan laporan yang berisi dasar teori, dokumentasi dari perangkat lunak dan perangkat keras, serta hasil - hasil yang diperoleh selama pengerjaan tugas akhir.

1.7 Sistematika Penulisan

Laporan proyek akhir ini akan dibagi menjadi beberapa bab sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN : Meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, metodologi dan sistematika penulisan.

6

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB II LANDASAN TEORI : Dalam bab ini dijelaskan teori pendukung tentang Motor DC, Pengenalan Mikrokontroler, Arduino, Sensor Optocoupler dan Software Visual Basic.

BAB III PERANCANGAN ALAT : Pada bab ini akan di uraikan langkah – langkah pembuatan model secara mekanik, elektrik dan programnya.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS : Pada bab ini akan di bahas hasil pengujian dan analisis dari alat yang telah dibuat.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN : Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan yang didapat setelah membuat alat ini dan saran yang diberikan demi kesempurnaan dan pengembangan alat ini pada masa yang akan datang.

31 BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1 Perancangan

Dalam pembuatan suatu alat diperlikan adanya sebuah rancangan yang menjadi acuan dalam proses pembuatannya, sehingga kesalahan yang mungkin timbul dapat ditekan dan dihindari.

3.1.1 Tujuan Perancangan

Perancangan ini bertujuan untuk merealisasikan gagasan yang telah direncanakan, dengan demikian dapat menghasilkan alat yang sesuai dengan fungsi pada spesifikasi sistem yang telah ditentukan.

3.2 Langkah – Langkah Perancangan

Dalam memudahkan pelaksanaan perancangan alat pengatur kecepatan putaran motor DC menggunakan Arduino Atmega 2560, maka langkah awal yang ditempuh adalah membangun gagasan, kemudian dilanjutkan dengan menentukan spesifikasi dan prinsip kerja alat yang diinginkan, dilanjutkan dengan pencarian data dan informasi perangkat keras (hardware) yang diperlukan serta fungsi-fungsi kerja yang harus dipenuhi, langkah berikutnya adalah pembuatan software yang digunakan untuk mengoperasikan pengontrolan alat, sehingga perangkat keras

32

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

berfungsi sesuai dengan keinginan. Dilanjutkan dengan pengukuran dan pengujian alat, pencatatan hasil pengujian dan penyusuan laporan.

3.3 Flowchart

Flowchart adalah sekumpulan simbol-simbol yang menunjukan atau menggambarkan rangkaian kegiatan-kegiatan program dari awal hingga akhir. Berikut ini adalah gambar simbol – simbol standar dalam flowchart beserta dengan arti dari masing – masing simbol :

No. Simbol Fungsi

1 Data, merepresentasikan input data atau output

data yang diproses atau menunjukan hasil dari suatu proses.

2 Process, mempresentasikan operasi atau

menunjukan setiap pengolahan yang dilakukan oleh komputer.

3 Connector, keluar ke atau masuk dari bagian lain

flowchart khususnya halaman yang sama.

4 Arus atau Flow, prosedur yang dapat dilakukan

dari atas ke bawah, bawah ke atas, kiri ke kanan, atau dari kanan ke kiri.

5 Decision, keputusan dalam program atau suatu

kondisi yang akan menghasilkan beberapa kemungkinan pilihan atau jawaban.

33

6 Predefined Process, untuk menyatakan

sekumpulan langkah proses yang ditulis sebagai prosedur.

7 Terminator, untuk memulai dan mengakhiri suatu

program.

8 Document, input atau output dalam format yang

dicetak.

9 Preparation, suatu simbol untuk menyediakan

tempat pengolahan data dalam storage.

34

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Berikut ini adalah flowchart dari perancangan pengatur kecepatan putaran motor DC.

START

INISIALISASI SERIAL HUB MENGATUR TEGANGAN MASUK

END If Vin ≥ 6V Motor

Berputar. If Vin ≤ 6V Motor Tidak

Berputar

MOTOR BERPUTAR

SENSOR MEMBACA KECEPATAN Vin ≥ 6V Vin ≤ 6V

35

Penejelasan dari flowchart diatas adalah :

Start/mulai kemudian pada input terdapat serial hubung yang digunakan untuk menyambungkan PC/laptop dengan mikrokontroleryang digunakan dan mengatur tegangan masuk, karena semakin besar tegangan masuk yang diberikan maka semakin cepat pula kecepatan putaran motor. Kemudian decision atau keputusan, berdasrkan spesifikasi motor yang digunakan maka motor dapat berputar pada tegangan lebih dari 6 Volt apabila tegangan masuk/input yang diberikan kurang dari 6 Volt maka motor tidak dapat berputar. Setelah itu output yaitu motor berputar dan kemudian sensor akan membaca kecepatan putaran motor berdasarkan dengan tegangan masuk yang diberikan.

3.4 Blok Diagram

Berdasarkan perencanaan sistem diatas, maka dibawah ini akan dijelaskan perencanaan sistem pengatur kecepatan putaran motor DC secara blok diagram. PC/laptop menjadi supply untuk arduino, untuk komunikasi diantara keduanya menggunakan hubung serial melalui serial port USB. Karena tegangan out yang dikeluakan oleh arduino hanya 5 V, tidak akan cukup untuk memutarkan motor DC yang mempunyai tegangan inputan 19 V. Karena itu dibutuhkan rangkaian driver, yaitu transistor TIP 122. Transistor berfungsi sebagai penguat tegangan yang artinya untuk menguatkan tegangan 5V yang dikeluarkan oleh mikrokontroler arduino agar tegangan keluaran/outnya bisa memutarkan motor DC 19 V. Setelah melalui rangkaian driver, motor DC 19 V berputar. Untuk mengetahui berapa kecepatan putarannya digunakan sensor optocupler. Kemudian

36

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

sensor optocoupler tersebut mengirimkan data ke arduino yang kemudian diproses menjadi sistem terintegrasi yang ditampilkan melalui PC/laptop menggunakan software Visual Basic.

PC/LAPTOP MIKROKONTROLER ARDUINO

SENSOR OPTOCOUPLER

RANGKAIAN

DRIVER MOTOR DC

Gambar 3.2 Blok Diagram

3.5 Perancangan Sistem Pengatur Kecepatan Putaran Motor DC

Secara umum sistem pengatur kecepatan putaran motor DC terdiri dari input, kontroler, dan output. Bagian masukan (inputan) dari sistem ini adalah sensor optocoupler. Bagian kontroler dari sistem ini adalah mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dan rangkaian driver. Bagian keluaran (output) digunakan oleh motor DC 19 V.

3.4.1 Perancangan Hardware

1. Perancangan Model

Bahan yang digunakan untuk merancang miniature terduat dari akrilik dengan ketebalan 3 mm untuk alas dengan ukuran 35cm x 30cm, untuk dudukan motor DC akrilik ukuran 10cm x 7cm, papan pcb ukuran 30cm x

37

15cm untuk mikrokontroler arduino dan papan pcb untuk rangkaian driver ukuran 6cm x 6cm.

Gambar 3.3 Foto model alat

2. Mikrokontroler

Mikrokontroler yang digunakan sebagai pusat pengaturan kecepatan motor adalah Mikrokontroler Arduino Atmega 2560, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Mikrokontroler Atmega 2560

Tegangan Operasi 5V

Input Tegangan (disarankan) 7-12 V

38

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Digital Pins I/O 54 (15 untuk output PWM)

Analog Pins Input 16

Arus DC untuk Pin I/O 40 mA

Arus DC untuk Pin 3.3 50 mA

Flash Memory

256 KB yang 8 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock Speed 16 Mhz

Tabel 3.2 Spesifikasi Mikrokontroler Arduino Atmega 2560

3. Motor DC

Gambar 3.4 Foto Motor DC

Motor DC yang digunakan adalah motor DC dengan jenis lilitan magnet permanen, dengan spesifikasi sebagai berikut :

39

Tipe DGM-3491-2A

Tegangan 19 V

Kecepatan Tanpa Beban 161 rpm

Arus Terukur 2 A

Nilai Torsi 80 mN.m

Nilai Kecepatan 161 rpm

Nilai Daya 24 W

Rentang Kecepatan 120 ~ 150

Daya Rentang ≤ 10 W

Rentang Tegangan 12 ~ 90 VDC

Tabel 3.3 Spesifikasi Motor DC

4. Rangkaian Driver

Rangkaian driver ialah sekumpulan rangkaian dari komponen elektronika yang tersusun dan dirangkai guna dijadikan sebagai penggerak atau pengatur kecepatan putaran motor DC. Dikarenakan output tegangan dari Arduino Mega hanya 5VDC, sehingga dibutuhkan rangkaian driver agar Arduino bisa menjalankan dan mengatur kecepatan putaran motor DC 19 V. Berikut gambar rangkaian driver :

40

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu Gambar 3.5 Rangkaian Driver

Rangkaian driver ini terdiri dari komponen dioda tipe IN4004, transistor darlington tipe TIP 122 dan resistor 1KΩ.

Gambar 3.6 Foto Rangkaian Driver

5. Sensor Optocoupler

Sensor kecepatan putaran motor ini berfungsi untuk membaca berapa kecepatan putaran motor DC. Sensor optocoupler inilah yang digunakan sebagai umpan balik (close loop) pada sistem ini.

Untuk lebih jelasnya, cara kerja dari sensor optocoupler ini adalah sebagai berikut :

1. Led infra merah dihadapkan langsung pada fototransitor dan diantara keduanya dihalangi oleh ujung piringan yang terpasang pada poros atas motor DC.

41

2. Pada piringan yang terpasang sensor optocopler terdapat lubang yang berfungsi meneruskan sinar infra merah ke fototransistor. Sehingga apabila saat piringan berputar dan sensor dalam keaadan aktif, akan membaca berapa kecepatan putaran motor DC.

Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Optocoupler

Rangkaian sensor optocoupler ini terdiri dari komponen sensor optocoupler type WYC H92B4, dan resistor 22KΩ.

3.6 Perancangan Software

3.5.1 Pembuatan Program Arduino Mega

Arduino Mega berkomunikasi dengan PC/laptop melalui hubungan serial dengan menggunakan port atau sambungan USB (Universal Serial Bus) yang ada pada PC/laptop yang dihubungkan dengan port USB yang ada pada Arduino Mega.

42

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Program Arduino Mega dibuat melalui IDE (Integrated Developer Environment) Arduino itu sendiri dengan menggunakan bahasa C, artinya untuk memprogram Arduino kita tidak perlu repot – repot untuk mencari software pemrogrammnya,karena dari Arduino itu sendiri telah disediakan software bernama IDE Arduino untuk memprogram Mikrokontroler Arduino.

Gambar 3.8 Tampilan Program Arduino Mega

Program alat pada Tugas Akhir ini menggunakan pemrograman bahasa C dengan complier arduino-1.0-windows. Untuk lebih jelasnya, perintah-perintah yang digunakan dapat dilihat pada lampiran.

43

3.5.2 Pembuatan Program Visual Basic

Dalam rancangan alat ini, digunakan Visual Basic 6.0 yang berfungsi untuk menterjemahkan nilai kecepatan yang terbaca oleh sensor optocoupler pada PC/laptop. Untuk memulai pembuatan program aplikasi di dalam Visual Basic, yang dilakukan adalah membuat project baru. Project adalah sekumpulan form, modul, fungsi, data dan laporan yang digunakan dalam suatu aplikasi. Membuat project baru dapat dilakukan dengan memilih menu [File] >> [New Project] atau dengan menekan ikon [new project] pada Toolbar yang terletak pada pojok kiri atas. Setelah itu akan muncul konfirmasi untuk jenis project dari program aplikasi yang akan dibuat seperti terlihat pada gambar 3.6 dibawah ini :

44

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Seperti pada gambar 3.6, Visual Basic 6.0 menyediakan 13 jenis project yang akan dibuat. Namun penulis memilih menggunakan Standard EXE, karena project jenis ini sangat sederhana tetapi memiliki keunggulan bahwa semua komponennya dapat diakui oleh semua unit komputer dan semua user meskipun bukan administrator. Kemudian akan muncul Form Project.

Gambar 3.10 Form Project

Kontrol – kontrol pada toolbox akan diletakkan disini sesuai dengan rancangan program aplikasi.

45

Gambar 3.11 Tampilan Pengatur pada Form Project

Kemudian tulis kode – kode atau syntax program aplikasi pada Form Kode, yang didalamnya memanipulasi, mengatur dan memberikan perintah-perintah terhadap project yang kita buat.

46

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.13 adalah tampilan dari jendela form visual basic 6.0, yang didalamnya sudah terdapat program yang digunakan pada rancangan monitoring.

Untuk lebih jelasnya tentang perintah-perintah pada Form Kode, dapat dilihat pada lampiran.

Jeje Rohiman, 2014

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari pengerjaan tugas akhir ini, diperoleh beberapa kesimpulan, diantaranya : 1. Mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dapat mengatur kecepatan putaran

motor DC magnet permanen 19 V, karena dalam perancangannya telah disediakan rangkaian driver sebelum menuju ke motor DC, sehingga apabila driver tersebut dapat dikendalikan dengan Mikrokontroler Arduino Atmega, maka Arduino Atmega dapat disebut telah bisa mengatur kecepatan kecepatan putaran motor DC 19 V .

2. Mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dapat terhubung atau berkomunikasi dengan PC/laptop dengan menggunakan hubung serial melalui serial port USB, dan menggunakan kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange) untuk bahasa komunikasi diantara keduanya.

3. Kecepatan putaran motor DC 19 V saat berputar dapat dibaca melalui dua komponen penting, yaitu komponen receiver dan transmitter. Dalam sistem ini receiver adalah Mikrokontroler Arduino dan sistem tranmitter adalah sensor optocoupler. Transmitter atau pengirim yaitu komponen yang mengirim perintah menuju receiver, agar receiver menjalankan perintah sesuai data yang dikirim. Receiver atau penerima yang membaca

53

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

kecepatan motor DC. Sistem ini menggunakan sistem HMI (Human Machine Interface) atau sistem monitoring, yang menggunakan software Visual Basic sebagai penampilnya.

5.2 Saran

1. Sebaiknya sistem ini dilengkapi juga dengan sistem pengaturan arah motor DC, sehingga mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dapat juga mengatur arah putaran motor DC.

2. Sebaiknya komunikasi hubung serial port USB antara Arduino Atmega 2560 dengan PC/laptop lebih dikembangkan lagi, karena Arduino Atmega 2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. Misalnya sistem komunikasi jarak jauh menggunakan jaringan internet.

3. Sebaiknya dalam sistem ini dilengkapi dengan sensor yang dapat membaca tegangan, agar pada saat membaca kecepatan putaran motor DC saat berputar tidak perlu memakai avometer untuk melihat berapa input tegangan yang dimasukan.

3.5.2 Pembuatan Program Visual Basic

Dalam rancangan alat ini, digunakan Visual Basic 6.0 yang berfungsi untuk menterjemahkan nilai kecepatan yang terbaca oleh sensor optocoupler pada PC/laptop. Untuk memulai pembuatan program aplikasi di dalam Visual Basic, yang dilakukan adalah membuat project baru. Project adalah sekumpulan form, modul, fungsi, data dan laporan yang digunakan dalam suatu aplikasi. Membuat project baru dapat dilakukan dengan memilih menu [File] >> [New Project] atau dengan menekan ikon [new project] pada Toolbar yang terletak pada pojok kiri atas. Setelah itu akan muncul konfirmasi untuk jenis project dari program aplikasi yang akan dibuat seperti terlihat pada gambar 3.6 dibawah ini :

44

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Seperti pada gambar 3.6, Visual Basic 6.0 menyediakan 13 jenis project yang akan dibuat. Namun penulis memilih menggunakan Standard EXE, karena project jenis ini sangat sederhana tetapi memiliki keunggulan bahwa semua komponennya dapat diakui oleh semua unit komputer dan semua user meskipun bukan administrator. Kemudian akan muncul Form Project.

Gambar 3.10 Form Project

Kontrol – kontrol pada toolbox akan diletakkan disini sesuai dengan rancangan program aplikasi.

Gambar 3.11 Tampilan Pengatur pada Form Project

Kemudian tulis kode – kode atau syntax program aplikasi pada Form Kode, yang didalamnya memanipulasi, mengatur dan memberikan perintah-perintah terhadap project yang kita buat.

46

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.13 adalah tampilan dari jendela form visual basic 6.0, yang didalamnya sudah terdapat program yang digunakan pada rancangan monitoring.

Untuk lebih jelasnya tentang perintah-perintah pada Form Kode, dapat dilihat pada lampiran.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari pengerjaan tugas akhir ini, diperoleh beberapa kesimpulan, diantaranya :

1. Mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dapat mengatur kecepatan putaran motor DC magnet permanen 19 V, karena dalam perancangannya telah disediakan rangkaian driver sebelum menuju ke motor DC, sehingga apabila driver tersebut dapat dikendalikan dengan Mikrokontroler Arduino Atmega, maka Arduino Atmega dapat disebut telah bisa mengatur kecepatan kecepatan putaran motor DC 19 V .

2. Mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dapat terhubung atau berkomunikasi dengan PC/laptop dengan menggunakan hubung serial melalui serial port USB, dan menggunakan kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange) untuk bahasa komunikasi diantara keduanya.

3. Kecepatan putaran motor DC 19 V saat berputar dapat dibaca melalui dua komponen penting, yaitu komponen receiver dan transmitter. Dalam sistem ini receiver adalah Mikrokontroler Arduino dan sistem tranmitter

53

Jeje Rohiman, 2014

PENGATUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC MAGNET PERMANEN 19 VOLT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO ATMEGA 2560

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

kecepatan motor DC. Sistem ini menggunakan sistem HMI (Human Machine Interface) atau sistem monitoring, yang menggunakan software

Visual Basic sebagai penampilnya.

5.2 Saran

1. Sebaiknya sistem ini dilengkapi juga dengan sistem pengaturan arah motor DC, sehingga mikrokontroler Arduino Atmega 2560 dapat juga mengatur arah putaran motor DC.

2. Sebaiknya komunikasi hubung serial port USB antara Arduino Atmega 2560 dengan PC/laptop lebih dikembangkan lagi, karena Arduino Atmega 2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. Misalnya sistem komunikasi jarak jauh menggunakan jaringan internet.

3. Sebaiknya dalam sistem ini dilengkapi dengan sensor yang dapat membaca tegangan, agar pada saat membaca kecepatan putaran motor DC saat berputar tidak perlu memakai avometer untuk melihat berapa input tegangan yang dimasukan.