PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32 (Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi)

(1)

commit to user

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS

PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER

AVR ATMEGA32

(Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan

Ergonomi)

Skripsi

Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ARLI KURNIAWAN I 1308507

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

(2)

(3)

(4)

(5)

commit to user

SURAT PERNYATAAN

ORISINALITAS KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Arli Kurniawan

Nim : I 1308507

Judul tugas akhir : Perancangan Sistem Kendali Otomatis Pada Lantai Getar

Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega32 (Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi). Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun tidak

mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti bahwa Tugas Akhir yang saya susun mencontoh atau melakukan plagiat dapat dinyatakan batal atau gelar Sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila dikemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup menanggung segala konsekuensinya.

Surakarta, 11 Januari 2011

Arli Kurniawan I 1308507

(6)

commit to user

SURAT PERNYATAAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Arli Kurniawan

Nim : I 1308507

Judul tugas akhir : Perancangan Sistem Kendali Otomatis Pada Lantai Getar

Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega32 (Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi). Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing I dan Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian dari publikasi karya ilmiah

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Surakarta, 11 Januari 2011

Arli Kurniawan I 1308507

(7)

commit to user

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Dalam pelaksanaan maupun penyusunan laporan skripsi ini, penulis telah mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan yang sangat baik ini, dengan segenap kerendahan hati dan rasa yang setulus-tulusnya, ucapan terima kasih penulis haturkan kepada:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan rezekinya serta nikmat yang lainnya. Anugerah mu begitu besar ya Allah.

2. Kedua orang tua tercinta yang telah memberikan doa, kasih sayang, limpahan semangat dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

3. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Ir. Lobes Herdiman, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta.

5. Taufiq Rochman, STP, MT, selaku Ketua Program S-1 Non Reguler Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta.

6. Ir. Lobes Herdiman, M.T, selaku Dosen Pembimbing I dan

Il-ham Priadytama, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktunya, dan sabar dalam memberikan pengarahan dan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar.

7. Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MT, selaku dosen penguji skripsi I dan Taufiq Rochman, STP, MT, selaku dosen penguji skripsi II yang telah memberikan masukan dan perbaikan terhadap skripsi ini.

8. Dosen-dosen Teknik Industri yang memberikan ilmu dan nilai yang obyektif selama ini.

9. Para staf dan karyawan Jurusan Teknik Industri, atas segala kesabaran dan pengertiannya dalam memberikan bantuan dan fasilitas demi kelancaran penyelesaian skripsi ini.

(8)

commit to user

10. Kak fahri-mbak yun dan andi yang selama ini selalu memberikan dukungan sebagai penambah semangat.

11. Sari Anggraini yang selalu memberikan kasih sayang yang tulus dan warna dalam hidupku baik suka maupun duka, selalu bersedia menjadi wadah curahan hati dan selalu memotifasi untuk lebih baik lagi. Sementara hanya ini yang dapat ay berikan untuk kebahagian bun.

12. Rekan 1 tim lantai getar ananditya putra mega yang selalu sabar menghadapi sikap keras penulis dan selalu memberikan masukan yang terbaik.

13. Teman-teman Transfer Teknik Industri angkatan ’08, terima kasih atas semangat, kekompakan serta bantuan kalian selama ini. Semoga persahabatan kita akan terus terjaga.

14. Teman-teman kos Indonesia 8, Kontrakan dan Kos Colega terima kasih atas bantuannya slama ini, serta masukan yang bermanfaat bagi penelitian.

15. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas segala bimbingan, bantuan, kritik, dan saran dalam penyusunan tugas akhir ini.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa maupun siapa saja yang membutuhkannya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis dengan senang hati dan terbuka sangat mengharapkan berbagai masukan maupun kritikan dari pembaca.

Surakarta, 27 Januari 2011

(9)

commit to user

ABSTRAK

Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. PERANCANGAN SISTEM KENDALI

OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS

MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32

(STUDI KASUS DI

LAORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI)

Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2011.

Kendali otomatis tidak hanya digunakan pada bidang industri, sistem kendali otomatis dapat juga diterapkan dalam bidang ergonomi. Lantai getar yang mensimulasikan kondisi lantai pabrik, yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar memiliki permasalahan dalam proses pengoperasianya. Sistem kendali diterapkan pada lantai getar bertujuan guna memaksimalkan kinerja lantai getar agar lebih efektif.

Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah metode FAST (Framework for the Application of the System Technique), sebuah pendekatan sistematis dasar dalam desain rekayasa. Metode ini diawali dengan investigasi awal yang ada dilapangan kemudian menganalisa masalah yang terdapat dilapangan, menganalisa keputusan yang diambil berdasarkan penyelesaian yang dipilih, mewujudkan penyelesaian menjadi spesifikasi rancangan, pengujian dan proses penerapan sistem, pengoperasian sistem dan sistem pendukung.

Hasil rancangan sistem kendali lantai getar dengan menggunakan mikrokontroller AVR ATMega32 sebagi chip pengendali yang diterapkan menghasilkan sistem pengendalian yang efektif. Sistem kendali mengendalikan logika arah pergerakan lantai getar, logika motor sentrallock yang mengunci pergerakan lantai getar dan timer otomatis yang mengatur waktu proses lantai getar.

Kata kunci: Sistem kendali otomatis, lantai getar, FAST, Mikrokontroler ATMega32.

xx + 88 halaman; 46 gambar; 12 tabel; 3 lampiran; Daftar pustaka: 21 (1985-2010).

(10)

commit to user

ABSTRACT

Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. THE DESIGN OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM IN THE VIBRATION FLOOR BASED ON MICROCONTROLLER AVR ATMega32 (A CASE STUDY IN THE WORK SYSTEM DESIGN AND ERGONOMIC LABORATORY). Surakarta: Industrial Engineering Department, faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Januari 2011

The applicationof an automatic control system isvery wide now adays and even it has reached the ergonomic area. One of its application in ergonomic is controlling a vibration floor,. A device to simulate the condition on production floor with has vibration disturbance. The purpose of this study an is to optimize the work of vibration floor device to be more effective, by utilizing an aoutomatic control system.

The methodology that is used in this plan is FAST method (Framework for the Application of the System Technique). FAST method is a basic systematic approach for design. The method is started by investigating the field, analyzing the problem, analyzing the decision based on the selected solution, realizing the selected solution to be design specification, testing and implementing the system, operating the system and implementing the support system.

The result of this design is an Automatic control system of floor vibration that is using microcontroller AVR ATMega32 as a control chips to produce an effective control system. This system controls the logic direction of floor vibration movement. The logic of central lock motor is used to lock the movement of floor vibration. Further, the automatic timer that is used to controls the time of the process in the floor vibration.

Keywords: Automatic control system, vibration floor, FAST, Microcontroller ATMega32.

xvi + 88 page; 46 drawing; 12 table; 3 attachments; References: 21 (1985-2010)

(11)

commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...i

LEMBAR VALIDASI ...ii

LEMBAR PENGESAHAN ...iii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH...iv

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILM...v

KATA PENGANTAR...vi

ABSTRAK...vii

ABSTRACT...viii

DAFTAR ISI ...ix

DAFTAR TABEL ...x

DAFTAR GAMBAR ...xi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ...I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-3 1.3 Tujuan Penelitian... I-3 1.4 Manfaat Penelitian... I-3 1.5 Batasan Masalah ...I-3 1.6 Asumsi ...I-4 1.7 Sistematika Penulisan ...I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Applikasi Mikrokontroler ... II-1 2.2 Mikrokontroler ... II-1 2.3 Mikrokontroler ATMega32 ... .... II-2 2.3.1 Konfigurasi Pin ATMega32 ...II-3 2.3.2 Peta Memory ATMega32... II-4 2.3.3 Status Register...II-6 2.4 Rangkaian Sistem ... .... II-7 2.5 Pemograman Bascom... .... II-9 2.5.1 Pengenalan Bascom AVR ...II-9

(12)

commit to user

2.5.2 Karakter Dalam BASCOM ... II-11 2.5.3 Tipe Data ...II-11 2.5.4 Program Simulasi...II-12 2.5.5 Kontrol Proram ... II-14 2.5.6 ISP Flash Programer 3.7 ... II-16 2.6 LCD (Liquid Crystal Display)... .... II-17 2.7 Keypad 4x4... .... II-21 2.8 Arus Searah (AC)... II-23 2.8.1 Arus Listrik ... II-23 2.8.2 Rangkaian Arus Searah ...II-24 2.8.3 Resistensi dan Konduktansi ... II-24 2.8.4 Tegangan Listrik ... II-25 2.8.5 Hukum OHM ... II-26 2.8.6 Relay ... II-26 2.8.7 Kontaktor ... II-29 2.9 Motor Induksi (AC) Tiga Fase... .... II-30 2.9.1 Hubungan Bintang (Y,wye) ... II-32 2.9.2 Hubungan Segitiga ...II-33 2.10 Metde FAST ... II-34 2.10.1 Preliminary Investigation Phase ...II-34 2.10.2 Problem Analysis Phase ... II-35 2.10.3 Requirement Analysis Phase ...II-35 2.10.4 Decision Analysis Phase ... II-36 2.10.5 Desain Phase ... II-37 2.10.6 Construction Phase ... II-37 2.10.8 Implementation Phase ...II-38

2.10.9 Operation and Support Stage Phase ...II-38

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Identifikasi Masalah ... III-3 3.1.1 Studi pustaka ... III-3 3.1.2 Studi lapangan ... III-3 3.2 Framework for the application systems techniques ... III-4

(13)

commit to user

3.2.1 Preliminary Investigation... III-4 3.2.2 Problem Analysis...III-4

3.2.3 Requirement Analysis………...III-5

3.2.4 Decision Analysis...III-5 3.2.5 Design...III-6 3.2.6 Construction...III-7 3.2.5 Implementation, operation and support stage...III-7 3.5 Analisis Interpretasi hasil... ... III-5 3.6 Kesimpulan dan Saran... .... III-6 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Pengumpulan Data... IV-1 4.1.1 Preliminary Investigation... IV-1 4.1.2 Problem analysis...IV-2

4.2 Pengolahan Data...IV-2 4.2.1 Requirements analysis...IV-3 4.2.2 Decision Analysis... IV-4 4.2.3 Proses perancangan... IV-5 4.2.4 Pembangunan sistem kendali... IV-23

4.2.5 Implementation, operation and support stage...IV-25

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

5.1 Analisis Hasil Penelitian...V-1 5.1.1 Analisis Sistem Aplikasi... V-1 5.1.1 Validasi Sistem Aplikasi...V-2 5.2 Iterpretasi Hasil...V-3 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan...VI-1 6.2 Saran...VI-1

(14)

commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Fungsi icon pada interface BASCOM AVR...II-10 Tabel 2.2 Tabel Karakter-karakter spesial pada BASCOM………II-11 Tabel 2.3 Tabel Tipe data BASCOM...II-12 Tabel 2.4 Tabel Susunan kaki LCD...II-18 Tabel 4.1 Tabel Macam dan jenis komponen………IV - 6 Tabel 4.6 Tabel data modul………. IV - 13

Tabel 4.7 Tabel data exam………. ...IV - 13

Tabel 4.8 Tabel data film ...IV - 14

Tabel 4.9 Tabel data history………....IV - 14

Tabel 4.10 Tabel dataujian ...IV - 14 Tabel 4.11 Tabel data scoreexam ...IV - 14 Tabel 4.12 Tabel data nilai ...IV - 14

(15)

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 IC mikrokontroller dan pin-pin...II-4 Gambar 2.2 Skema Memori Data AVR ATMega32...II-5 Gambar 2.3 Skema Memori Program AVR ATMega32...II-6 Gambar 2.4 Status Register ATMega32...II-6 Gambar 2.5 Gambar 2.5 Rangkaian Sistem Mikrokontroler...II-8 Gambar 2.6 Interface BASCOM AVR. ...II-10 Gambar 2.7 Tampilan listing BASCOM AVR...II-13 Gambar 2.8 Tampilan Simulasi Hardware...II-13 Gambar 2.9 Software SPI...II-17 Gambar 2.10 Susunan alamat pada LCD. ...II-18 Gambar 2.11 Susunan kaki LCD...II-19 Gambar 2.12 DDRAM M1632...II-20 Gambar 2.13 Karakter...II-21 Gambar 2.14 Bentuk fisik keypad 4x4...II-22 Gambar 2.15 Matriks keypad 4x4...II-22 Gambar 2.16 Rangkaian arus...II-24 Gambar 2.17 Hubungan arus, tegangan dan hambatan...II-26 Gambar 2.18 Relay...II-27 Gambar 2.19 Jenis-jenis kontak...II-27 Gambar 2.20 Bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak...II-28 Gambar 2.21 Simbol dan bentuk fisik relay...II-28 Gambar 2.22 Kontaktor ... II-30 Gambar 2.23 Rangkaian ekivalen satu fasa motor induksi...II-32 Gambar 2.24 Hubungan bintang (Y, wye) ...II-32 Gambar 2.25 Hubungan segitiga...II-33 Gambar 3.1 Metodologi Penelitian...III-1 Gambar 4.1 Diagram Blog Sistem Kendali...IV-5 Gambar 4.2 Rangkaian mikrokontroler ATMega32...IV-7 Gambar 4.3 PCB rangkaian mikrokontroler ATMega32...IV-8 Gambar 4.4 Interface LCD dengan Mikrokontroler ATMega32...IV-8

(16)

commit to user

Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4...IV-9 Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad………....IV-9 Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock……….IV-10 Gambar 4.8 PCB rangkaian kendali motor sentrallock………...IV-11 Gambar 4.9 AVR simulasiI………...V-13 Gambar 4.10 Display LCDI………..V-13 Gambar 4.11 Flowchart Program mikrokontroler……….IV-19

Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4...IV-9 Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad...IV-9 Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock...IV-10 Gambar 4.8 PCB Rangkaian kendali motor sentrallock...IV-11 Gambar 4.9 AVR simulasi...IV-13 Gambar 4.10 Display LCD...IV-13 Gambar 4.11 Flowchart Program moikrokontroler...IV-19 Gambar 4.12 AVRdude GUI versi 1.3...IV-25 Gambar 5.1 Sistem Kendali…………...V-4

(17)

commit to user

Lampiran 1Standar operasional lantai getar... Lampiran 2Datashet mikrokontroler AVR ATMega32... Lampiran 3Listing program...

L-1 L-2 L-2

(18)

commit to user

ABSTRAK

Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. PERANCANGAN SISTEM KENDALI

OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS

MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32

(STUDI KASUS DI

LAORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI)

Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2011.

Kata kunci: Sistem kendali otomatis, lantai getar, FAST, Mikrokontroler ATMega32

xx + 148 halaman; 82 gambar; 35 tabel; 3 lampiran; Daftar pustaka: 24 (1985-2010).

(19)

commit to user

ABSTRACT

Keywords: Automatic control system, vibration floor, FAST, Microcontroller ATMega32

(20)

commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini akan di uraikan mengenai latar belakang masalah dari penelitian, perumusan masalah yang di angkat dalam penelitian ini, tujuan, manfaat, batasan masalah dan asumsi dari penelitian yang di lakukan serta sistematika penulisan untuk menyelesaikan penelitian.

1.1 _{LATAR BELAKANG}

Perkembangan dunia industri baik dalam teknologi mesin ataupun peralatan semakin diperlukan kinerja yang optimum untuk meningkatkan kuantitas maupun kualitas produk. Salah satu cara mencapai hal tersebut adalah dengan memanfaatkan sistem kendali otomatis yang saat ini komponen-komponennya telah banyak tersedia di pasaran. Komponen sistem kendali otomatis adalah prosesor yang berupa chip. Perkembangan industri mendorong diciptakannya sebuah chip yang dinamakan mikrokontroler yang dapat menyederhanakan suatu rangkaian kendali kompleks dalam sebuah komponen yang kecil. Karena memiliki bentuk yang kecil dan pembuatan program yang sederhana, mikrokontroler menjadi pilihan untuk berbagai aplikasi, tidak hanya didunia industri, melainkan hingga dunia kesehatan dan ergonomi.

Salah satu instrumen dalam bidang ergonomi yang dapat dioptimumkan kinerjanya dengan sistem kendali otomatis adalah lantai getar. Di Universitas Sebelas Maret tepatnya di Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi terdapat alat lantai getar yang menggunakan dua buah motor penggetar tiga fasa dengan kekuatan maksimum 150kg. Lantai getar ini merupakan suatu prototipe untuk mensimulasikan getaran yang terjadi pada lantai kerja seperti pada lantai produksi pabrik yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar dan menghasilkan getaran besar. Untuk dapat mensimulasikan kondisi sebenarnya, lantai getar harus dapat menghasilkan tiga modus arah gerakan getaran yaitu horizontal, vertical dan mix (vertical dan horizontal). Selain itu untuk meningkatkan fleksibilitas pengoperasian, lantai getar ini juga memerlukan sebuah timer otomatis untuk mengendalikan waktu operasi alat secara otomatis.

(21)

commit to user

Mengacu pada banyaknya variable yang dikendalikan baik dari modus arah gerakan getaran, kecepatan putaran motor, maupun pengendalian waktu operasi, sistem kendali otomatis akan lebih efektif dibandingkan sistem kendali manual.

Pengendalian secara otomatis memerlukan sebuah rangkaian terpadu yang melaksanakan fungsi ribuan transistor, diode dan resistor sebagai pusat pengendali. Rangkaian terpadu tersebut dinamakan mikroprosesor yang kemudian dikembangkan oleh beberapa vendor menjadi sebuah chip yang diberinama mikrokontroler (Tokheim, 1990). Pilihan mikrokontroler dewasa ini sangat bervariasi. Diantara sejumlah pilihan tersebut tipe AVR dari Atmel merupakan jenis mikrokontroler yang murah dan handal. AVR tersedia dalam variasi produk yang luas untuk berbagai keperluan. AVR merupakan mikrokontroler CMOS 32-bit yang hampir kesemua instruksi dikerjakan dalam satu siklus clock. Bahkan diantaranya telah memiliki ADC (analog to digital convereter) internal. Berdasarkan kemampuannya, AVR merupakan sebuah peluang yang menarik untuk dimanfaatkan sebagai komponen pengendali utama motor induksi tiga fasa lantai getar yang dikembangkan.

Sebelum dapat digunakan sebagai kendali, mikrokontroler harus melewati 3 tahapan yaitu pembuatan hardware, perancangan software dan pengisian software kedalam mikrokontroler. Ada beberapa pilihan bahasa pemograman untuk mikrokontroler diantaranya bahasa tingkat tinggi BASCOM (basic compiller), bahasa tingkat menengah (bahasa C++) dan bahasa tingkat rendah (bahasa assembler). Ketiga jenis bahasa pemograman tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. BASCOM sendiri memiliki kelebihan yaitu tampilan pada bascom lebih sederhana sehingga memudahkan programmer dalam membuat logika program yang diperlukan dan ditulis menggunakan bahasa manusia yang lebih mudah di mengerti dan tidak bergantung pada mesin. Sedangkan penggunaan bahasa assembler dan bahasa C++ memerlukan ketelitian dari programmer karena bahasa ditulis dengan sandi yang hanya di mengerti oleh mesin (Iswanto, 2009).

Berdasarkan permasalahan di atas diperlukan perancangan sistem kendali otomatis yang bertujuan mempermudah dalam pengaturan kecepatan putaran motor, modus arah pergerakan dari getaran dan lama pengoperasian alat lantai

(22)

commit to user

getar menggunakan mikrokontroler AVR. Dengan adanya rancangan sistem kendali otomatis tersebut diharapkan pengoperasian lantai getar dapat menjadi lebih efisien dan akurat.

1.2 _{PERUMUSAN MASALAH}

Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, maka dirumuskan pokok permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana merancang sistem kendali lantai getar dengan mikrokontroller AVR yang meliputi pengendalian arah gerakan, frekuensi getaran dan timer otomatis.

1.3 _{TUJUAN PENELITIAN}

Tujuan yang ingin dicapai adalah merancang sistem kendali otomatis lantai getar, yaitu:

1. _{Merancang modul sistem kendali untuk mengatur frekuensi getaran.}

2. _{Merancang modul sistem kendali untuk mengatur arah gerakan dari getaran.} 3. _{Merancang modul sistem kendali untuk mengatur timer otomatis}

1.4 _{MANFAAT PENELITIAN}

Manfaat perancangan alat kendali kecepatan motor induksi tiga fasa, yaitu: 1. Menghasilkan sistem kendali yang dapat mengendalikan pergerakan lantai

getar.

2. _{Menghasilkan arah gerakan lantai getar yaitu horisontal, vertikal dan mix}

(horisontal dan vertikal).

1.5 _{BATASAN MASALAH}

Batasan masalah dalam membahas perancangan modul pengendali menggunakan mikrokontroler AVR pada alat simulasi lantai getar, sebagai berikut:

1. _{Mikrokontroler AVR yang digunakan adalah tipe ATMega.}

2. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa basic.

3. _{Metode yang digunakan adalah metode FAST (Framework for the}

(23)

commit to user

1.6

ASUMSI PENELITIAN

Asumsi yang digunakan dalam membahas perancangan modul pengendali menggunakan mikrokontroler AVR pada alat simulasi lantai getar, sebagai berikut:

1. _{Frekuensi getaran pada lantai getar sama dengan frekuensi inputan motor}

vibrator.

2. _{Dua motor vibrator memiliki karakteristik yang sama dalam menghasilkan}

getaran.

1.7

SISTEMATIKA PENULISAN

Penulisan penelitian dalam laporan tugas akhir ini mengikuti uraian yang diberikan pada setiap bab yang berurutan untuk mempermudah pembahasannya. Penjelasan mengenai sistematika penulisan yang digunakan pada penyusunan laporan tugas akhir.

Bab I : Pendahuluan

Pendahuluan meliputi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.

Bab II : Tinjauan pustaka

Mengenai landasan teori yang mendukung dan terkait langsung dengan penelitian yang dilakukan dari buku, jurnal penelitian, sumber literatur lain.

Bab III : Metodologi Penelitian

Uraian langkah penelitian yang dilakukan dan juga digunakan sebagai gambaran kerangka berpikir penulis dalam melakukan penelitian dari awal sampai penelitian selesai.

Bab IV : Pengumpulan dan pengolahan data

Data atau informasi yang diperlukan dalam menganalisis permasalahan yang ada serta pengolahan data dengan menggunakan metode yang dikembangkan pada bab sebelumnya.

(24)

commit to user

Penjelasan dari keluaran yang diperoleh pada tahapan pengumpulan dan pengolahan data interpretasi hasil.

Bab VI : Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan yang diperoleh dari analisis pemecahan masalah maupun hasil pengumpulan data serta saran-saran perbaikan atas permasalahan yang dibahas.

(25)

commit to user

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menguraikan teori-teori yang diperlukan dalam mendukung perancangan, sehingga pelaksanaan pembuatan alat dilakukan secara teoritis.

2.1APLIKASI MIKROKONTROLER

Mikrokontroler merupakan salah satu perkembangan teknologi yang mengintegrasikan sebuah sistem komputer kedalam sebuah chip tunggal (single chip), sehingga teknologi ini mampu berfungsi seperti sebuah sistem komputer, salah satunya adalah proses pengendalian. Aplikasi dari sistem pengontrolan ini dapat kita lihat dari perancangan sistem kunci pintu digital dengan sistem keamanan berbasis sms. Sistem ini menggunakan password sebagai keyword

untuk membuka kunci. Cara kerja dari sistem ini adalah pemilik dapat mengunci ataupun membuka pintu dari jarak jauh hanya dengan mengirimkan sms, sehingga pemilik akan lebih mudah karena tidak perlu datang untuk mengunci (dewapur.wordpress.com, 2008).

2.2MIKROKONTROLER

Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak computer (Iswanto, 2008). Mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output

dalam suatu kemasan IC. Atmel adalah perusahaan pembuat chip yang terkenal dalam teknologi pembuatan flash memory dan EEPROM. Setelah Atmel meletakkan flash PROM di mikrokontroler seri AT89C sebagai anggota baru dari jenis mikrokontroler MCS51, MCS1 semakin di nikmati, menyusul keberhasilan Atmel tersebut, Atmel merancang mikrokontroler baru yang dikategorikan sebagai jenis mikrokontroler AVR. AVR atau sebuah kependekan dari Alf and Vegard’s Risc Processor merupakan chip mikrokontroler yang diproduksi oleh Atmel dikelompokkan ke dalam 4 kelas ATtiny,ATMega,AT90Sxx, AT86RFxx.

Perbedaan yang terdapat pada masing-masing kelas adalah kapasitas memori, peripheral, dan fungsinya. Dalam hal arsitektur maupun instruksinya,

(26)

commit to user

hampir tidak ada perbedaan sama sekali. Mikrokontroler AVR dirancang sebagai sebuah mesin RISC (Reduce Intruction Set Computer) yang hampir semua instruksinya selesai di kerjakan dalam satu siklus mesin, dilengkapi dengan 32 buah register serbaguna yang kesemuanya dapat berfungsi sebagai akumulator

(Iswanto, 2008).

2.3MIKROKONTROLER ATMega32

Mikrokontroler adalah sebuah chip, kata mikro berarti bahwa objek

tersebut berukuran kecil, sedangkan controller dalam bahasa inggris berarti alat tersebut dapat digunakan untuk pengendali objek proses maupun kejadian. Mikrokontroler mempunyai kemiripan dengan mikroprosesor dalam sebuah komputer. Keduanya memiliki central processing unit (CPU). CPU mengeksekusi instruksi logika, matematika, dan fungsi-fungsi data dari sebuah komputer. Membuat sebuah komputer yang lengkap, sebuah mikroprosesor memerlukan memori untuk menyimpan data dan program, serta antarmuka input output. Sebaliknya, mikrokontroler adalah komputer sebuah chip, karena dalam satu chip

selain berisikan CPU telah dilengkapi memori dan antarmuka I/O.

AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 32-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode

compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog timer, dan mode power saving. Beberapa diantaranya mempunyai ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI (Sulhan, 2006).

ATmega32 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATmega32 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya dengan kecepatan proses. Pada mikrokontroler dengan teknologi RISC semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits words) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1

(27)

commit to user

clock, sedangkan pada teknologi CISC seperti yang diterapkan pada mikrokontroler MCS-51, untuk menjalankan sebuah instruksi diperlukan waktu sebanyak 12 siklus clock. Secara garis besar, arsitektur mikrokontroler ATMEGA32, yaitu:

1. 32 saluran I/O (Port A, Port B, Port C, dan Port D). 2. 10 bit 8 Channel ADC (Analog to Digital Converter). 3. 4 channel PWM.

4. 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down,

Standby and Extended Standby. 5. 3 buah timer/counter.

6. Analog comparator.

7. Watchdog timer dengan osilator internal. 8. 512 byte SRAM.

9. 512 byte EEPROM.

10. 8 kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write. 11. Unit interupsi (internal & eksternal).

12. Port antarmuka SPI32 “memory map”.

13. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan optimum 2,5Mbps.

14. 4.5 sampai 5.5V operation, 0 sampai 16MH.

2.3.1 Konfigurasi Pin ATMEGA32

Konfigurasi pin ATMega32 dapat dilihat pada gambar 2.1. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega32, sebagai berikut:

1. VCC = pin masukan catu daya. 2. GND = pin ground.

3. Port A (PA0 – PA7) = pin I/O (bidirectional), pin ADC.

4. Port B (PB0 – PB7) = pin I/O (bidirectional), pin timer/counter, analog comparator, SPI.

5. Port C (PC0 – PC7) = pin I/O (bidirectional), TWI, analog comparator,

(28)

commit to user

6. Port D (PD0 – PD7) = pin I/O (bidirectional), analog comparator, interupsi eksternal, USART.

7. RESET = pin untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 & XTAL2 = pin untuk clock eksternal. 9. AVCC = pin input tegangan ADC.

10. AREF = pin input tegangan referensi ADC.

Gambar 2.1 IC mikrokontroler dan pin-pin Sumber: Atmel, 2009

2.3.2 Peta Memory ATMega32

ATMega32 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler seperti kontrol register,

timer/counter, fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat pada gambar 2.2. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.

(29)

commit to user

Gambar 2.2 Skema memori data AVR ATMega32 Sumber: Iswanto, 2008

Memori program yang terletak pada flash perom tersusun dalam word atau 2 byte

karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR ATMega32 memiliki 4KByte x 16 Bit flash perom dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit program counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash.

(30)

commit to user

Gambar 2.3 Skema memori program AVR ATMega32

Sumber: Iswanto, 2008

Selain itu AVR Atmega32 juga memilki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF (Iswanto, 2008).

2.3.3 Status Register

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2.4 Status register ATMega32 Sumber : Iswanto, 2008

Status register ATMega32 dapat dilihat pada gambar 2.4. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan register dari ATMega32, sebagai berikut:

1. Bit7 --> I (global Iinterrupt enable), Bit harus di set untuk mengenable semua jenis interupsi.

(31)

commit to user

2. Bit6 --> T (bit copy storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan instruksi BLD.

3. Bi5 --> H (half cary flag).

4. Bit4 --> S (sign bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow).

5. Bit3 --> V (two's component overflow flag) bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis.

6. Bit2 --> N (negative flag) flag N akan menjadi set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif.

7. Bit1 --> Z (zero flag) bit ini akan menjadi set apabila hasil operasi matematis menghasilkan bilangan 0.

8. Bit0 --> C (cary flag) bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry.

2.4RANGKAIAN SISTEM

Pengendali yang dirancang adalah menggunakan mikrokontroler dan bekerja dalam ragam single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan memori luar karena ROM untuk menyimpan sandi sumber masih mampu untuk menampung program PWM serta penggunaan RAM yang masih bias ditampung oleh RAM dalam dan tidak memerlukan komponen tambahan seperti PPI, karena penggunaan port mikrokontroler hanya 4 port yaitu keluaran sinyal penggerak, masukan keypad, keluaran penampil, pin RS dan pin

enable dari LCD penampil.

Kristal yang digunakan untuk pengoperasikan mikrokontroler adalah 8 MHz. Port yang digunakan pada sistem, yaitu Port C (PC0..PC3), Port D

(32)

(33)

commit to user

2.5PEMOGRAMAN BASCOM

Sebelum dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, pengembangan sebuah mikrokontroler harus melewati 3 tahapan yaitu pembuatan hardware untuk aplikasi, perancangan software aplikasi menggunakan bahasa pemrograman dan pengisian software aplikasi yang sudah dibuat ke dalam mikrokontroler.

Bahasa pemrograman yang digunakan berupa bahasa pemrograman tingkat rendah (Assembly Language), menengah (bahasa C) maupun bahasa tingkat tinggi seperti Pascal dan BASIC. Software pemrograman (compiler) yang digunakan adalah BASCOM AVR yang merupakan sebuah compiler BASIC. BASCOM (basic compiler) sendiri memiliki beberapa jenis berdasarkan seri mikrokontroler yang digunakan. BASCOM dikembangkan oleh MCS Electronics, dan merupakan BASIC compiler. Program yang dibuat dalam bahasa BASIC, akan dikompilasi menjadi machine code, untuk kemudian dimasukkan ke dalam mikrokontroler melalui sebuah programmer. Saat ini sesuai dengan referensi dari situs web MCS electronics, BASCOM baru mendukung mikrokontroler keluarga MCS51 (BASCOM-8051) dan keluarga AVR (BASCOM-AVR), keduanya produk dari Atmel Corp. Chip kelas AT89S51/52 dengan harga sangat terjangkau dan diprogram secara ISP (in-system programming). BASIC adalah bahasa

interpreter artinya diterjemahkan ke dalam machine code saat program dieksekusi. Positifnya memberikan perintah pada command line dan langsung melihat hasilnya. Negatif-nya lambat. Namun cepat atau lambat tergantung pada keperluan. Bila jeda yang terjadi masih dalam batas yang dapat diterima, berarti kelambatan yang terjadi dapat diabaikan (Iswanto, 2008).

2.5.1 Pengenalan BASCOM AVR

Bascom memiliki tampilan yang sama dengan bahasa program lainya, hanya saja yang membedakan tampilan pada Bascom lebih sederhana. Dapat dilihat pada gambar 2.6 yang merupakan tampilan dari Bascom.

(34)

commit to user

Gambar 2.6 Interface BASCOM AVR

Sumber: Iswanto, 2008

Pada setiap icon yang ada pada interface diatas memiliki fungsi masing-masing. Adapun fungsi dari tiap-tiap icon dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Fungsi icon pada interface BASCOM AVR

Icon Nama Fungsi Shortcut

File New Membuat file baru Ctrl+N

Open File Untuk membuka file Ctrl+O

File Save Untuk menyimpan file Ctrl+S

Save as Menyimpan file dengan nama lain.

-Print Untuk mencetak dokumen Ctrl+P

Print preview melihat tampilan sebelum dicetak.

-Syntax check Untuk memeriksa kesalahan bahasa. Ctrl+F7

Program compile mengkompile program yang dibuat. F7

Show result menampilkan hasil kompilasi program. Ctrl+W

Simulate mencimulasikan program yang dibuat. F2

Sumber: Iswanto, 2008

(35)

commit to user

Program BASCOM karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet (A-Z dan a-z), karakter numeric (0-9) dan karakter spesial seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.2.

Tabel 2.2Karakter-karakter spesial pada BASCOM

Karakter Nama

Blank atau spasi

‘ Apostrophe

* Asteriks atau simbol perkalian

+ Simbol Pertambahan (Plus Sign)

, Comma

- Simbol Pengurangan (Minus Sign)

. Period (decimal point)

/ Slash (division symbol) will be handled as \

: Colon

“ Double Quotation mark

; Semicolon

< Less than

= Equal sign (assignment symbol or relation operator)

> Greater than

\ Backslash (integer/word division symbol)

Sumber: Iswanto, 2008

2.5.3 Tipe Data

Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler. Dapat dilihat pada tabel 2.3 yang menjelaskan ukuran dan range

dari tiap tipe data BASCOM.

Tabel 2. 3 Tipe data BASCOM

Tipe Data Ukuran (byte) Range

Bit 1/8 0-1

Byte 1 0 sampai 255

Interger 2 -32,768 sampai 32,767

Word 2 0 sampai 65535

(36)

commit to user

Single 4

-String Hingga 254 byte

Sumber: Iswanto, 2008

Variabel dalam sebuah program berfungsi sebagai tempat penyimpanan data atau penampung data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan, menampung data hasil pembacaan register. Variabel merupakan pointer yang menunjuk pada alamat memori fisik di mikrokontroler. BASCOM ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel, yaitu:

1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter. 2. Karakter bisa berupa angka atau huruf.

3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf.

4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunakan oleh BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal register dan nama operator (AND, OR, DIM).

2.5.4 Program Simulasi

BASCOM AVR menyediakan pilihan yang dapat mensimulasikan program. Sehingga setelah membuat suatu program, dapat diperiksa terlebih dahulu apakah program yang dibuat sudah benar atau masih salah sebelum

didownload ke mikrokontroler. Adapun bentuk tampilan simulasinya dapat dilihat pada gambar 2.7.

(37)

commit to user

Gambar 2.7 Tampilan listing BASCOM AVR Sumber: Iswanto, 2008

Tekan tombol untuk memulai simulasi dan memberhentikan simulasi maka tekan tombol . Selain itu untuk dapat melihat perubahan data pada setiap

port atau ketika memberikan input pin-pin tertentu dari mikrokontroler, maka gunakan tombol maka muncul tampilan simulasi hardware. Adapun bentuk tampilannya dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8Tampilan simulasi hardware Sumber: Iswanto, 2008

(38)

commit to user

2.5.5 Kontrol Program

Keunggulan sebuah program terletak pada kontrol program tersebut. Kontrol program merupakan kunci dari keandalan program yang dibuat termasuk pada rule evaluation pada logika samar. Kontrol program dapat mengendalikan alur dari sebuah program dan menentukan apa yang harus dilakukan oleh sebuah program ketika menemukan suatu kondisi tertentu. Kontrol program ini meliputi kontrol pertimbangan kondisi dan keputusan, kontrol pengulangan serta kontrol alternatif. BASCOM menyediakan beberapa kontrol program yang digunakan untuk menguji sebuah kondisi, perulangan dan pertimbangan sebuah keputusan.

Beberapa kontrol program yang sering digunakan dalam pemograman dengan menggunakan bahasa BASCOM, yaitu:

1.IF… THEN

Dengan pernyataan ini kita dapat menguji sebuah kondisi tertentu dan kemudian menentukan tindakan yang sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Sintak penulisannya adalah:

IF <Syarat Kondisi> THEN <Pernyataan>

Sintak di atas digunakan jika hanya ada satu kondisi yang diuji dan hanya melakukan satu tindakan. Jika melakukan lebih dari satu tindakan maka sintaknya harus ditulis, sebagai berikut:

IF <Syarat kondisi> THEN

END IF

2.SELECT… CASE

Perintah ini akan mengeksekusi beberapa blok pernyataan tergantung dari nilai variabelnya. Perintah ini mirip dengan perintah IF... THEN, namun perintah ini memiliki kelebihan yaitu kemudahan pada penulisannya. Sintak, sebagai berikut:

(39)

commit to user CASE test1 : statement CASE test2 : statement CASE ELSE : statement END SELECT

3.WHILE… WEND

Perintah ini mengeksekusi sebuah pernyataan secara berulang ketika masih menemukan kondisi yang sama. Perintah ini akan berhenti jika ada perubahan kondisi dan melakukan perintah selanjutnya. Sintak, sebagai berikut:

WHILE <Syarat kondisi> <Pernyataan>

WEND

4.DO… LOOP

Perintah Do... Loop digunakan mengulangi sebuah blok pernyataan terus menerus. Membatasi pengulangannya dapat ditambahkan sebuah syarat kondisi agar perulangan berhenti dan perintahnya menjadi Do... loop Until. Sintak penggunaan perintah ini, sebagai berikut:

<Blok pernyataan> LOOP

Yang menggunakan perintah Do Loop Until

LOOP UNTIL <syarat kondisi>

5.FOR… NEXT

Perintah ini digunakan mengeksekusi sebuah blok pernyataan secara berulang. Perintah ini hampir sama dengan perintah Do... Loop, namun pada perintah

For... Next ini nilai awal dan akhir perulangan serta tingkat kenaikan atau turunnya dapat ditentukan. Penggunaannya, sebagai berikut:

For var = start To/Downto end [Step value] <Blok pernyataan>

(40)

commit to user Next

Menaikan nilai perulangan gunakan To dan menurunkan gunakan Downto. Tingkat kenaikan merupakan pilihan, jadi dapat digunakan ataupun tidak. Jika nilai kenaikan tidak ditentukan maka secara otomatis BASCOM akan menentukan nilainya yaitu 1.

6.EXIT

Perintah ini digunakan untuk keluar secara langsung dari blok program For... Next, Do... Loop, Sub... Endsub, While... Wend. Sintak penulisannya, sebagai berikut:

Exit [Do] [For] [While] [Sub]Sintak selanjutnya setelah EXIT

bisa bermacam-macam tergantung perintah exit itu berada dalam perintah apa. Jika dalam perintah Do... Loop maka sintaknya menjadi Exit Do.

7.GOSUB

Dengan perintah GOSUB program melompat ke sebuah label dan menjalankan program yang ada dalam rutin tersebut sampai menemui perintah return. Perintah return akan mengembalikan program ke titik setelah perintah Gosub.

8.GOTO

Perintah GOTO digunakan melakukan percabangan, perbedaannya dengan

GOSUB ialah Perintah GOTO tidak memerlukan perintah return sehingga programnya tidak akan kembali lagi ke titik dimana perintah GOTO itu berada. Berikut ini adalah sintak perintah GOTO:

GOTO label Label:

Panjang label optimum ialah 32 karakter.

2.5.6 ISP Flash Programer 3.7

ISP Programmer merupakan program yang digunakan menuliskan program ke dalam mikrokontroler ATMega8535. Pertama mikrokontroler dihubungkan dengan kabel downloader dengan port paralel pada komputer,

(41)

commit to user

kemudian nyalakan catu daya mikrokontroler. Lalu tekan tombol OpenFile untuk membuka file yang akan didownload pada mikrokontroler. Setelah itu tekan tombol program tunggu sampai 100%, setelah 100% maka program sudah ditulis pada mikrokontroler, dan mikrokontroler siap untuk digunakan. Adapun tampilannya dapat dilihat pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 Software SPI Sumber: Iswanto, 2008

2.6LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY)

LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya menganut sistem dotmatrix. LCD banyak diaplikasikan untuk alat-alat elektronika seperti kalkulator, laptop, handphone. Komunikasi data yang dipakai menggunakan mode teks, artinya semua informasi yang dikomunikasikan memakai kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Huruf dan angka yang akan ditampilkan dalam bentuk kode ASCII, kode ini diterima dan diolah oleh mikroprosesor LCD menjadi titik-titik pada dot matrix

yang terbaca sebagai huruf dan angka. Tugas mikrokontroler hanyalah mengirim kode-kode ASCII untuk ditampilkan. LCD yang paling sering digunakan untuk operasi standar mempunyai ukuran lebar display 2 baris 16 kolom atau disebut

(42)

commit to user

sebagai LCD Character 16x2. LCD ini mempunyai 16 buah pin konektor, yang secara umum tiap pinnya didefinisikan seperti pada tabel 2.4.

Gambar 2.10 Susunan alamat pada LCD

Sumber: Delta-Elektronik.com

Pin-pin yang terdapat pada LCD 2x16 memiliki fungsi masing-masing, dapat dilihat pada tabel 2.4 susunan dari kaki-kaki LCD.

Tabel 2.4 Susunan kaki LCD

No Nama Pin Deskripsi Port

1 VCC +5 V VCC

2 GND 0 V GND

3 VEE Tegangan Kotras LCD

4 RS Registe Slect, 0 = input instruksi, 1 = input data PD7

5 R/W 1 = Read, 0 = Write PD5

6 E Enable Clock PD6

7 D4 Data Bus 4 PD4

8 D5 Data Bus 5 PD5

9 D6 Data Bus 6 PD6

10 D7 Data Bus 7 PD7

11 Anode Teganan Positif backlight 12 Katode Tegangan Negatif backlight

Sumber: Iswanto.com

LCD 2x16 tersusun oleh 2 baris dan 6 kolom alamat yang nantinya akan membentuk karakter. Dapat dilihat pada gambar 2.11 yang memperlihatkan susunan alamat pada LCD 2x16.

(43)

commit to user

Gambar 2.11 Susunan alamat pada LCD

Sumber: Iswanto.com

Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus di set pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja.

Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sedang mengirimkan sebuah data. Mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi. Jalur RS adalah jalur register select. Ketika RS berlogika low “0”, data dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisi kursor). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Selain menampilkan karakter atau angka sesuai keyboard, LCD juga mampu menampilkan karakter khusus lainnya (Iswanto, 2008).

DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada. Contoh, untuk karakter ‘A’ atau 41H yang ditulis pada alamat 00, maka karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40, maka karakter tersebut tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD (www.Delta-Elektronik.com).

(44)

commit to user

Gambar 2.12 DDRAM M1632

Sumber: Delta-Elektronik.com, 2010

CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun memori ini akan hilang saat powersupply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang.

CGROM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780, sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun ROM bersifat permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun powersupply tidak aktif. Pada saat HD44780 menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780 mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola karakter A.

(45)

commit to user

Gambar 2.13 Karakter

Sumber: Newtec.com, 2010 2.7 KEYPAD 4x4

Keypad diperlukan untuk berinteraksi dengan sistem pada saat dilakukan penyetingan set-point suatu kontrol umpan balik pada saat program masih berjalan. Sebenarnya tiap program memiliki cara yang berbeda untuk berinteraksi dengan sistem. Bahkan untuk keypad secara hardware tiap pemograman dapat berbeda. Hal ini lebih dikarenakan keperluan yang berbeda. Keypad 4x4 lebih sering digunakan oleh pemogram. Selain hardwarenya mudah, softwarenya juga tidak sulit. Pada dasarnya keypad 4x4 adalah 16 push-button yang di rangkai secara matriks (Iswanto, 2008).

(46)

commit to user

Gambar 2.14 Bentuk fisik keypad 4x4 Sumber: Iswanto, 2008

Gambar 2.15 Matriks keypad 4x4 Sumber: Iswanto, 2008

Gambar 2.15 menjelaskan tentang keypad matriks yang terdiri dari 4 kolom dan 4 baris yang disebut juga dengan keypad 4 x 4. penggunaan keypad matriks memungkinkan jumlah input sampai 2 x lipat dari input sesungguhnya. Contoh hanya memiliki alokasi 8 port input mikrokontroler, sehingga menggunakan keypad matriks dapat mengkombinasikan logika input hingga mencapai 16 input hanya dengan menggunakan 8 bit mikrokontroler. Caranya dengan membagi port tersebut menjadi 4 baris dan 4 kolom(4x4) seperti gambar 2.15 penggunaannya, sebagai berikut:

1. Jadikan port kolom sebagai sumber input tegangan.

2. Port baris berguna menscan tombol mana saja yang ditekan, gunakan perintah dari mikrokontroler untuk melakukan scanning ini.

Ketika SW13 ditekan maka arus mengalir dari kolom1 ke baris 4 dengan begitu mikrokontroler dapat mengetahui tombol tersebut aktif sedangkan tombol lain mati. Teknik ini memudahkan para praktisi elektronika untuk menentukan tombol mana yang ditekan dan prosedur program mana yang digunakan sebagai konsekuensi penekanan tombol bersangkutan.

(47)

commit to user

Ada 2 macam arus listrik yaitu arus searah (dc: direct current) dan arus bolakbalik (ac: alternating current). Arus searah apabila elektro berpindah dalam arah yang tetap tidak berubah-ubah dan diberi tanda, sedangkan apabila pada saat

elektron berpindah terjadi perubahan yang bolak-balik saat tertentu ke atas atau ke kiri, kemudian ke bawah atau ke kanan kembali ke atas atau ke kiri lagi dan seterusnya dinamakan arus bolak-balik.

2.8.1Arus Listrik

Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus-menerus pada

konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Arus listrik ini diberi notasi I dalam satuan ampere (A), diambil dari nama Andre Marie Ampere (1775 – 1836) menyatakan bahwa : “Satuan ampere adalah jumlah muatan listrik dari 6,24 x 1018 elektron yang mengalir melalui suatu titik tertentu selama satu detik”. 1 A arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 628x1016atau sama dengan 1 Coulumb per detik

meliwati suatu penampang konduktor.

………. ………persamaan 2.1

dengan;

i

= Arus listrik (A)

q = Muatan listrik (C)

t = Lamanya waktu (detik)

Muatan listrik dengan notasi Q dalam satuan Coulomb, yang diambil dari nama Charless Aaugusti de Coulomb (1736 – 1806) menyatakan bahwa : Satu Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang melalui suatu titik sebesar satu ampere selama satu detik (www.bops.pln-jawa-bali.co.id).

2.8.2Rangkaian Arus Searah

Pada suatu rangkaian akan mengalir arus gambar, apabila dipenuhi syarat-syarat yaitu adanya sumber tegangan, adanya alat penghubung dan adanya beban. Tiga syarat tersebut dapat dilihat pada gambar 2.16.

(48)

commit to user

Gambar 2.16 Rangkaian arus

Sumber: PLN.co.id, 2008

Pada kondisi saklar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban. Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup.

2.8.31Resistansi Dan Konduktansi

Gaya gerak listrik (ggl) pada suatu rangkaian tertutup akan menekan elektronelektro bebas dari atomnya dan membuatnya bergerak sepanjang penghantar. Jalan elektron di dalam penghantar amat berliku-liku di antara berjuta-juta atom dan saling bertumbukan satu dengan yang lainnya termasuk juga dengan atom. Rintangan yang terdapat di dalam penghantar ini disebut tahanan

atau resistansi dari penghantar tersebut. Besar kecilnya tahanan tersebut diukur dengan suatu alat ukur ohm meter dalam satuan ohm, disingkat dengan ? yang diambil dari huruf besar Yunani omega, sebagai penghargaan kepada seorang ahli fisika Jerman bernama George Simon Ohm. Satu ohm adalah tahanan satu kolam air raksa yang panjangnya 1,063 m dengan penampang 1mm2_{pada suhu 0}O celcius.

Penghantar yang mempunyai tahanan yang kecil amat mudah dialiri arus listrik, artinya daya kemampuan menghantarkan arus listriknya besar. Besarnya daya kemampuan untuk menghantarkan arus ini dinamakan daya antar arus atau

konduktansi. Jadi penghantar yang mempunyai tahanan kecil berarti mempunyai daya-antar arus kecil. Satuan untuk daya-antar arus adalah siemens atau mho (kebalikan ohm). Tahanan atau resistansi diberi simbol R, sedangkan daya antar atau konduktansi diberi simbol G. Berdasarkan keterangan di atas, maka tahanan itu kebalikan dari daya-antar arus. Jika tahanan suatu kawat besarnya 5 ohm, maka daya-antar arus listriknya 1/5 siemens. Penghantar listrik seperti tembaga,

(49)

commit to user

alumunium, dan perak mempunyai tahanan yang kecil atau mempunyai daya-antar yang besar dan mudah dilalui arus listrik, sedangkan penyekat listrik seperti porselin, karet, dan mika mempunyai tahanan yang besar sekali atau daya-antar yang kecil, sehingga sulit dialiri arus listrik (www.bops.pln-jawa-bali.co.id).

2.8.4 Tegangan Listrik

Tegangan listrik dapat dimisalkan dengan tekanan air di dalam menara air. Di atas menara itu air disimpan dalam bak air dan dihubungkan dengan pipa melalui suatu keran pembuka dan penutup. Apabila makin tinggi penempatan bak air makin besar tekanannya, begitu pula bila makin rendah posisi bak air makin rendah pula tekanan air tersebut. Menurut teori elektron, jika sebuah benda bermuatan positif kalau benda tersebut kehilangan elektron dan jika bermuatan negatif kalau benda tersebut kelebihan elektron. Dalam keadaan perbedaan muatan inilah timbul tenaga atau energi potensial yang berada di antara benda-benda tersebut. Tenaga potensial tersebut dapat menunjukkan kemampuan untuk melaksanakan kerja, sehingga bila sepotong kawat penghantar dihubungkan di antara kedua benda yang berbeda muatan tersebut akan menyebabkan terjadinya perpindahan energi di antara benda-benda itu. Peralihan energi ini akan berlangsung terus menerus selama ada perbedaan tegangan. Terjadinya beda tegangan disebabkan karena setiap muatan mempunyai tenaga potensial untuk menggerakan suatu muatan lain dengan cara menarik (untuk muatan yang tidak sama atau tidak sejenis) atau menolak (untuk muatan yang sama atau sejenis).

Beda tegangan dapat juga dihasilkan dengan memberikan tekanan listrik dari suatu pembangkit listrik kepada salah satu penghantar. Baterai atau generator dapat bertindak sebagai pompa listrik untuk menghasilkan tegangan di antra dua titik. Satuan untuk mengukur tegangan ini adalah volt (ditulis dengan notasi huruf V), yang diambil dari nama seorang sarjana Italia Alessandro Volta (1775–1827). Beda tegangan di antara dua terminal dapat berubah-ubah, mulai dari seperjuta volt sampai beberapa juta volt. Beda tegangan di antara terminal-terminal pada PLN ada yang 110 volt, 220 volt, 380 volt, 20 kVolt, 150 kvolt, 500 kvolt. Beda tegangan diantara terminal aki adalah 6 volt, 12 volt, 24 volt, sedangkan beda tegangan pada terminal baterai umumnya 1,5 volt (Fitzgerald, 1985).

(50)

commit to user

2.8.5Hukum Ohm

Hubungan antara arus listrik, tegangan listrik dan hambatan listrik dalam suatu rangkaian listrik dinyatakan dalam hukum Ohm. Nama Ohm ini diambil dari seorang ahli fisika dan matematika Jermal bernama George Simon Ohm (1787-1854) dengan percobaan tentang listrik, yaitu:

1. Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil.

2. Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin besar.

Gambar 2.17 Hubungan arus, tegangan dan hambatan Sumber: ictsleman.com

2.8.6 Relay

Relay adalah saklar yang dikendalikan secara elektronik (electronically switch). Arus listrik yang mengalir pada kumparan relay akan menciptakan medan magnet yang kemudian akan menarik lengan relay dan mengubah posisi saklar, yang sebelumnya terbuka menjadi terhubung. Relay memiliki tiga jenis kontak : COMMON = kutub acuan, NC (Normally Close) = kutub yang dalam keadaan awal terhubung pada COMMON, dan NO (Normally Open) = kutub yang pada awalnya terbuka dan akan terhubung dengan COMMON saat kumparan relay

(51)

commit to user Gambar 2.18 Relay

Sumber: andreasviklund, 2010

Gambar 2.19 Jenis-jenis kontak Sumber: andreasviklund, 2010

Kontak Normally Open (NO), saat coil dalam kondisi tidak energized

kontak dalam posisi terbuka (open, OFF) dan saat coil diberikan arus listrik dan 1 maka kontak dalam posisi menutup ON. Kontak Normally Close (NC), kebalikan dari kontak NO saat coil dalam kondisi tidak energized kontak dalam posisi tertutup (close, ON) dan saat coil diberikan arus listrik dan energized maka kontak dalam posisi membuka OFF. Kontak Single pole double trough, memiliki satu kontak utama dan dua kontak cabang, saat coil tidak energized kontak utama terhubung dengan cabang atas, dan saat coil energized justru kontak utama terhubung dengan kontak cabang bawah.

(52)

commit to user

Gambar 2.20 Bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak Sumber: andreasviklund, 2010

Gambar 2.21 Simbol dan bentuk fisik relay Sumber: andreasviklund, 2010

Komponen relay bekerja secara elektromagnetis, ketika coil K terminal A1 dan A2 diberikan arus listrik angker akan menjadi magnet dan menarik lidah kontak yang ditahan oleh pegas, kontak utama 1 terhubung dengan kontak cabang 4. Ketika arus listrik putus (unenergized), elektromagnetiknya hilang dan kontak akan kembali posisi awal Gambar 2.25 bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak karena ditarik oleh tekanan pegas, kontak utama 1 terhubung kembali dengan kontak cabang 2. Relay menggunakan tegangan DC 12 V, 24 V, 48 V, dan AC 220 V.

2.8.7 Kontaktor

Motor listrik yang mempunyai daya besar harus dapat dioperasikan dengan momen kontak yang cepat agar tidak menimbulkan loncatan bunga api pada alat penghubungnya. Selain itu, dalam pengoperasian yang dapat dilengkapi dengan beberapa alat otomatis paling mudah dengan menggunakan alat penghubung saklar magnet yang dikenal dengan kontaktor. Kontaktor magnet adalah suatu alat

(53)

commit to user

penghubung listrik yang bekerja atas dasar magnet yang dapat menghubungkan antara sumber arus dengan muatan. Bila inti coil pada kontaktor diberikan arus, maka coil menjadi magnet dan menarik kontak sehingga arus mengalir.

Kontaktor magnet atau saklar magnet ialah saklar yang bekerja berdasarkan kemagnetan. Artinya saklar ini bekerja jika ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor harus mampu mengalirkan arus dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal ialah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Sebuah kontaktor dapat memiliki coil yang bekerja pada tengangan DC atau AC. Pada tengangan AC, tegangan minimal adalah 85% tegangan kerja, apabila kurang maka kontaktor akan bergetar.

Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Pada kontaktor terdapat beberapa kontak yaitu kontak normal membuka (Normally Open = NO) dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak NO berarti saat kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja kontak itu menutup atau menghubung. Kontak NC berarti saat kontaktor belum bekerja kedudukan kontaknya menutup dan bila kontaktor bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsi kerja kontak NO dan NC berlawanan. Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO menutup.

(54)

commit to user Gambar 2.22Kontaktor

Sumber: Budipurwa, 2009

Pada gambar 2.26 kontak 3 dan 4 adalah NC sedangkan kontak 1 dan 2 adalah NO. Apabila tidak ada arus maka kontak akan tetap diam. Tetapi apabila arus dialirkan dengan menutup switch maka kontak 3 dan 4 akan menjai NO sedangkan kontak 1 dan 2 menjadi NC. Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama tendiri dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dan kontak NO dan NC. Konstruksi dari kontak utama berbeda dengan kontak bantu, yang kontak utamanya mempunyai luas permukaan yang luas dan tebal. Kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis.

Kotaktor pada umumnya memiliki kontak utama untuk aliran 3 fasa. Dan juga memiliki beberapa kontak bantu untuk berbagai keperluan. Kontak utama digunakan mengalirkan arus utama yaitu arus yang diperlukan untuk beban, misalnya motor listrik, pesawat pemanas. Sedangkan, kontak bantu digunakan mengalirkan arus bantu yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat bantu rangkaian, lampu indicator (Budipurwa, 2009).

2.9 MOTOR INDUKSI (AC) TIGA FASA

Prinsip kerja motor induksi tiga fasa berdasarkan induksi elektromagnetis. Jika kumparan stator diberi tegangan sinusoida tiga fasa maka arus akan mengalir yang memiliki beda fasa 120° tiap fasanya pada kumparan tersebut dan menimbulkan medan magnet putar dengan kecepatan putar sinkron. Hubungan antara kecepatan medan magnet putar (rpm) dengan frekuensi tegangan stator

dapat dirumuskan.

...persamaan 2.2

dengan;

n

s = Kecepatan medan magnet putar stator (rpm) s f = frekuensi tegangan stator

(55)

commit to user P = Jumlah kutub motor induksi

Garis gaya fluks stator tersebut berputar memotong penghantar rotor sehingga pada penghantar tersebut timbul GGL atau tegangan induksi. Arus yang mengalir pada penghantar rotor tersebut berada dalam medan putar stator

sehingga menghasilkan gaya-gaya yang berpasangan dan berlawanan arah. Gaya-gaya itu akan menimbulkan torsi yang cenderung memutar rotor sehingga rotor

akan berputar dengan kecepatan nr. Perbedaan putaran relatif antara rotor dan stator disebut Slip. Slip yang timbul karena perbedaan kecepatan medan putar

stator dengan kecepatan putaran rotor dapat dinyatakan dengan persamaan (Yusivar, 2008).

………..………… persamaan 2.3

dengan; S = Slip

ns = Kecepatan medan putar stator

n r= Kecepatan putar rotor

Pada saat rotor diam maka frekuensi rotor (fr) sama dengan frekuensi

stator (fs). Pada saat rotor berputar maka frekuensi rotor dipengaruhi oleh slip

dengan persamaan.

Suatu motor induksi tiga fasa dapat diwakili oleh suatu rangkaian ekivalen satu fasa seperti ditunjukkan pada gambar 2.18.

Gambar 2.23 Rangkaian ekivalen satu fasa motor induksi Sumber: Yusivar, 2008

(56)

commit to user

Pada sistem tenaga listrik 3 fasa, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkit = P pemakaian, dan tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1-fasa yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1-fasa dengan yang lainnya mempunyai beda fasa sebesar 120° listrik. Secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D).

2.9.1Hubungan Bintang (Y, wye)

Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fasa dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a–b–c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadap titik netral. Tegangan Va, Vb dan

Vc disebut tegangan “fasa” atau Vf.

Gambar 2.24 Hubungan bintang (Y, wye) Sumber: Dunia listrik.com, 2010

Adanya titik netral maka besaran tegangan fasa dihitung terhadap titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fasa yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fasa).

Vline = akar 3 Vfasa = 1,73Vfasa

Sedangkan arus yang mengalir pada semua fasa mempunyai nilai yang sama, ILine = Ifasa

(57)

commit to user 2.9.2Hubungan Segitiga

Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fasa saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fasa.

Gambar 2.25Hubungan segitiga

Sumber: Dunia listrik.com, 2010

Tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fasa, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude

yang sama, maka:

Vline = Vfasa

Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum Kirchoff, sehingga:

Iline = akar 3 Ifasa = 1,73Ifasa

2.10METODE FAST (FRAMEWORK FOR THE APPLICATION OF SYSTEM TECHNIQUE)

Penelitian ini menggunakan metode analisis kualitatif deskriptif. Dalam menganalisis data dan mendesain sistem informasi, digunakan metodologi FAST

(Framework for the Application of System Thinking) yang merupakan kerangka yang fleksibel untuk menyediakan tipe-tipe berbeda proyek dan strategi (Whitten, dkk. 2003). Metode ini merupakan suatu proses standar atau metodologi yang digunakan untuk mengembangkan dan memelihara seluruh bagian sistem informasi. Metodologi FAST mendukung bagian pengembangan sistem dan

(58)

commit to user

operasi serta langkah-langkah pendukungnya. Metodologi FAST merupakan metodologi yang fleksibel dan dapat disesuaikan dengan proyek dan keperluan analis, hasil akhir dari metodologi pengembangan adalah untuk menyelesaikan masalah, peluang dan petunjuk untuk memulai sebuah proyek desain sistem. Tahap-tahap tersebut adalah pemeriksaan pendahuluan, analisa masalah, analisa keperluan, analisa keputusan, desain, pembangunan dan penerapan, pengoperasian dan sistem pendukung. Tahap yang digunakan metode FAST.

2.10.1 Preliminary Investigation Phase

Tahap Preliminary Investigation Phase merupakan tahap awal dari pengembangan sistem. Tahap ini berisikan investigasi awal ketika ingin merancang sebuah sistem, seperti wawancara, tinjauan langsung dan mempelajari dokumen perusahaan. Tujuan dari tahap ini adalah menjawab pertanyaan mengenai apakah proyek ini cukup berharga untuk diperhatikan. Untuk menjawab pertanyaan ini perlu didefinisikan terlebih dahulu masalah, kesempata, dan resiko-resiko dalam melanjutkan proyek. Kerangka kerja PIECES dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan ini namun hasilnya bukanlah penyelesaian permasalahan melainkan kategori masalah (dengan asumsi bahwa proyek ini berharga untuk diperhatikan) menetapkan rincian proyek yang akan menetapkan lingkup, keperluan dan hambatan proyek, anggota proyek, biaya, dan jadwal.

Lingkup masalah yang ditetapkan dari tahap ini menyatakan seberapa besar proyek ini akan dilaksanakan. Dengan adanya lingkup seperti ini maka analis dapat menentukan tim proyek, estimasi biaya, dan menyiapkan jadwal untuk tahap selanjutnya. Kemudian ditentukan oleh sistem apakah menyetujui lingkup seperti ini dengan biaya dan jadwal yang telah dirancang atau lingkup yang ada perlu diperkecil lagi. Output dari tahap ini adalah project charter.

2.10.2 Problem Analysis Phase

Problem Analysis ialah menganalisa masalah yang terdapat di lapangan. Tahap ini merupakan pengembangan dari tahap pertama. Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap sistem yang telah ada saat itu. Tahap ini memberikan pemahaman yang lebih dalam bagi tim proyek mengenai permasalahan yang

(1)

commit to user

Pengoperasian lantai getar semakin efisien karena pada kendali diterapkan timer

otomatis yang memberikan kemudahan pada operator dalam hal ini adalah asisten praktikum ergonomi dalam menentukan lama waktu proses lantai getar secara akurat.

Sebagai sistem kendali lantai getar, sistem kendali masih memiliki beberapa kelemahan. Kelemahan tersebut diantaranya adalah pengaturan kecepatan putar motor penggetar dilakukan sepenuhnya oleh inverter yang belum terintegrasi dengan mikrokontroler. Mikrokontroler dapat dioptimumkan kemampuannya dalam mengatur kecepatan putaran motor dengan memanfaatkan fitur yang ada yaitu PWM (pulse witdh modulation), keuntungan dari penggunanaan PWM sistem kendali menjadi lebih otomatis dan biaya lebih murah.

Pengaturan kecepatan putar motor memanfaatkan fitur pada inverter yang mengubah frekuensi tegangan masukan menjadi lebih besar pada frekuensi keluarannya. Kendala dalam hal ini adalah penggunaan motor penggetar yang memliki tegangan 3 fasa AC sehingga tidak memungkinkan mikrokontroler dalam mengatur frekuensi masukan motor. Kelemahan lainnya adalah kendali masih memerlukan bantuan operator dalam mengatur modus gerakan lantai getar, pengaturan modus gerakan lantai getar masih dilakukan operator dengan mengubah mekanisme posisi motor pada lantai getar yang kemudian jika telah didapatkan posisi yang sesuai operator mengunci mekanisme yang telah terhubung dengan sensor limitswitch yang berfungsi memberikan informasi kepada mikrokontroler tentang modus yang dipilih dan akan ditampilkan pada layar LCD.

5.1.2 Validasi Sistem Aplikasi

Dalam mengukur kemampuan suatu sistem ataupun program aplikasi dapat dilakukan dengan validasi. Validasi diartikan apakah program aplikasi yang dirancang benar-benar dapat digunakan dengan baik oleh penggunanya. Validasi harus memberikan kepastian bahwa program aplikasi atau sistem kendali tidak menyimpang dari tujuannya. Dengan melakukan pengumpulan data pada saat

(2)

commit to user

pengujian, dapat memberikan indikasi yang baik mengenai reliabilitas sistem kendali dan menunjukkan kualitas program aplikasi secara keseluruhan.

Proses validasi dapat dilakukan dengan cara menggunakan metode testing.

Testing merupakan proses mengeksekusi program secara intensif untuk menemukan kesalahan-kesalahan. Dengan pengkodean yang baik akan meminimalkan kesalahan yang ada. Bagian program yang diuji diantaranya adalah interface beserta komponennya. Interface diuji coba untuk menjamin informasi yang masuk atau yang ke luar dari unit program telah tepat atau sesuai dengan yang diharapkan.

Pengujian sistem kendali merupakan pengujian pada setiap rangkaian dan program-program penyusunnya, antara lain rangkaian mikrokontroler, rangkaian

relay, rangkaian kendali motor penggetar, komunikasi LCD, komunikasi keypad, program baca LCD, program baca keypad, program kendali relay dan program untuk sensor limitswitch. Pengujian dilakukan dengan cara memastikan kebenaran atau mencoba menjalankan semua komponen penyusun program.

5.2 INTERPRETASI HASIL

Hasil dari perancangan sistem kendali lantai getar yang mengintergrasikan kendali dengan sistem mekanik lantai getar agar didapatkan getaran, modus gerakan dan kendali otomatis yang akurat dan efisien. Sistem kendali dalam hal ini mengendalikan beberapa komponen yang diletakkan pada sistem mekanik lantai getar, komponen tersebut berupa motor penggetar, motor sentrallock dan sensor limitswitch. Motor penggetar yang digunakan memiliki spesifikasi yaitu berat beban maksimum 150kg, tegangan 220volt 3 fasa dengan arus 2 ampere, melihat input listrik pada Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi menggunakan tegangan listrik PLN 220volt 1 fasa maka digunakan inverter yang memiliki kemampuan mengubah inputan listrik dari PLN yang semula 1 fasa menjadi tegangan 3 fasa. Inverter tidak hanya mengubah tegangan, inverter dalam hal ini digunakan sebagai pengatur kecepatan putar motor penggetar yang memiliki range 0 sampai 50 hertz.

Pergerakan yang dihasilkan lantai getar bergantung pada pengaturan motor

sentrallock yang mengunci sistem pergerakan agar didapatkan pergerakan

(3)

commit to user

horisontal, vertikal dan mix. Spesifikasi dari motor sentrallock yang digunakan adalah inputan motor 12 volt DC dengan arus 2 ampere, motor sentrallock

berkerja ketika mikrokontroler memberikan logika high yang memicu terhubungnya motor dengan powersupply 12 volt. Kendali yang digunakan untuk motor sentrallock adalah rangkaian relay yang berfungsi mengatur kapan motor bergerak maju dan kapan bergerak mundur. Dalam hal ini relay mengubah arus positif dan negatif.

Sensor yang digunakan untuk mengetahui informasi tentang modus pergerakan yang dilakukan adalah sensor limitswicth yang terpasang pada mekanisme pengaturan motor vibrator yang terdapat pada lantai getar. Sensor ini bekerja ketika besi penunjuk arah putaran menekan besi pada sensor sehingga sensor terhubung dan memberikan logika input high dan di artikan oleh mikrokontroler sebagai perintah untuk menampilkan informasi pada LCD. Sensor yang digunakan berjumlah 28 buah. Bentuk fisik dari keseluruhan sistem kendali yang akan diterapkan pada lantai getar dapat dilihat pada gambar 51.

Gambar 5.1 Sistem kendali

Sebelum sistem kendali dan lantai getar diterapkan pada Laboratorium Analisis Perancangan Kerja, terlebih dahulu dilakukan pengetesan. Sistem kendali sendiri mengalami tes pada setiap komponenya, komponen yang di tes meliputi rangkaian mikrokontroler dan relay, rangkaian kendali motor penggetar dan

(4)

commit to user

output dari kendali yaitu motor penggetar dan motor sentrallock. Hasil dari tes yang dilakukan sistem kendali telah memenuhi tuntutan dari pengguna lantai getar. Lantai getar bekerja optimum, pengaturan modus pergerakan, kecepatan motor dan timer otomatis berfungsi sesuai dengan kebutuhan pengguna, sehingga sistem kendali lantai getar dapat diterapkan pada Laboratorium Analisis Perancangan Kerja Teknik Industri UNS. Agar pengguna dalam hal ini asisten prakikum tidak kebingungan dalam pengoperasian maka sistem kendali dilengkapi dengan buku panduan pengunaan sistem kendali yang telah disesuaikan dan dilengkapi dengan standar operasi sistem kendali yang mencakup hal apa saja yang harus diperhatikan pengguna sebelum dan sesudah menggunakan lantai getar.

(5)

commit to user

BAB

VI

KESIMPULAN DAN SARAN

Perancangan system kendali lantai getar merupakan usaha penelitian yang

dilakukan untuk membantu memecahkan masalah pengendalian lantai getar.

Ikhtisar hasil penelitian terangkum dalam kesimpulan serta masukan perbaikan untuk penelitian selanjutnya tertuang dalam saran penelitian.

6.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis dan perancangan sistem yang dilakukan, maka kesimpulannya, yaitu :

1. Sistem kendali lantai getar yang dirancang mampu mengatur frekuensi motor sehingga didapatkan variasi kecepatan putaran motor, sistem kendali mampu

mengatur modus pergerakan lantai getar yaitu vertikal, horisontal, dan mix

sehingga tidak terjadi kesalahan pada proses penentuan arah gerakan getaran

lantai getar dan sistem kendali mampu mengatur timer_{untuk mengendalikan}

lama waktu proses operasi lantai getar.

2. Validasi internal dan external yang dilakukan telah membuktikan bahwa sistem kendali dapat mengendalikan variabel baik dari modus arah gerakan getaran, kecepatan putaran motor, maupun mengendalikan waktu operasi secara akurat.

6.2 SARAN

Saran yang diberikan untuk langkah pengembangan atau penelitian selanjutnya, sebagai berikut:

1. Sistem pengaturan posisi motor penggetar dapat dilakukan secara otomatis tanpa harus dilakukan secara manual agar didapatkan efisiensi yang lebih baik.

2. Pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan pengintegrasian sistem kendali 3 fasa AC dengan memanfaatkan fitur mikrokontroler dan rangkaian pendukung lainya.

(6)

commit to user

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32 (Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi)