T1 612009705 BAB III
BAB III
PERANCANGAN ALAT
Pada bab tiga ini akan dijelaskan mengenai perancangan dari perangkat keras dan
perangkat lunak yang digunakan pada alat ini. Dimulai dari uraian perangkat keras lalu
uraian perancangan perangkat lunak.
3.1. Gambaran Sistem
Pada Gambar 3.1 menunjukan blok diagram sistem dari keseluruhan alat yang
dibuat.
Sensor
Suhu
Keypad
Mikrokontroler
Motor Servo
DC
Pemantik
Kompor
Kompor
Gambar 3.1. Diagram Blok
13
LCD
3.2. Gambaran Kerja Alat
Modul utama pada perancangan ini adalah pemasakan air yang terdiri dari kompor
LPG, tabung LPG 3kg, pematik, motor DC, thermocouple sebagai sensor pembaca
temperatur, dan LCD sebagai penampil suhu.
Modul Pemasak air ini menggunakan kompor LPG tungku tunggal yang biasa
digunakan di rumah tangga yang berisi 3kg LPG. Sistem kerja pemanas kompor sama
seperti pada umumnya, saat saluran gas dibuka maka LPG akan mengalir kemudian
pemantik akan menghasilkan percikan bunga api untuk menyalakan kompor.
Pada kompor diberikan modifikasi pada mekaniknya. Pemantik pada kompor biasa
adalah pematik mekanik. Untuk alat ini digunakan pemantik elektrik yang biasa digunakan
pada alat pembasmi nyamuk atau raket nyamuk. Untuk aliran buka-tutup pada LPG juga
ada perubahan. Apabila biasanya LPG yang mengalir dari tabung ke kompor hanya
menggunakan selang dan regulator, pada skripsi ini ditambah dengan sebuah katup. Katup
ini biasa digunakan pada kompresor sehingga tahan tekanan tinggi. Hal ini bertujuan untuk
mengatur besar kecilnya aliran LPG yang pada akhirnya mengatur besar kecilnya nyala
api. Putaran katup digerakan dengan motor servo DC karena terdapat dua tahap proses
pemanasan yaitu api menyala besar dan api menyala sedang.
14
3.3. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak yang dipakai di dalam alat ini terdiri dari program
pengatur pemanas dengan sistim otomatis dan manual.
Gambar 3.2. Diagram Alir
Penjelasan gambar diagram alir di atas :
Saat menekan tombol on, Thermocouple membaca suhu yang ditampilkan pada
LCD. Apabila memilih mode otomatis, jika suhu yang dibaca oleh Thermocouple
kurang dari 90°C maka kompor menyala dengan api yang besar. Saat suhu ≤ 92° C
api akan menyala kecil dan bila suhu telah terbaca 96°C api pada kompor akan
padam. Bila kita memilih mode manual, kita memasukan input suhu yang kita
inginkan. Apabila suhu sesuai input atau lebih tinggi daripada suhu yang diinginkan
maka api pada kompor padam. Dan bila suhu air dalam teko lebih rendah daripada
input maka api akan menyala besar.
15
3.4. Perancangan Perangkat Keras
Untuk menghasilkan suhu yang ideal pada penyeduhan kopi, pada skripsi ini
dirancang pemanas dengan menggunakan kompor seperti yang digunakan pada rumah
tangga. Dengan sedikit modifikasi di bagian pemantik, bagian on – off dan bagian katup
alir LPG. Pemantik menggunakan pemantik pada
raket nyamuk untuk menghasilkan
loncatan bunga api. Bagian katup LPG dipakai katup kompresor dengan penggeraknya
menggunakan motor servo DC.
Alat pemasak otomatis ini terdiri dari LCD 16x2, Thermocouple sebagai sensor
pembaca suhu, tombol switch untuk menghidupkan dan mematikan kompor, dan motor
DC untuk mengkontrol aliran LPG.
Kompor LPG ini menggunakan pemantik elektrik, yang biasa digunakan pada raket
nyamuk. Rangkaian pemantik akan menghasilkan percikan api yang akan memicu LPG
dan menghidupkan api kompor.
Besar kecilnya api dipengaruhi oleh besar kecilnya aliran LPG dan aliran LPG pada
alat ini dibuat dengan menggunakan kran kompresor dan motor DC, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Kran dan Motor Servo DC
Pada metode otomatis, kran bergerak dengan tiga posisi sesuai besar api, yaitu api
besar, api sedang, api padam. Tingkatan api ini dipengaruhi oleh Thermocouple Max6675.
Sensor ini dipakai untuk membaca suhu air, bila suhu kurang dari 90°C maka motor servo
akan membuka penuh krannya sebesar 100% dan kompor menyala dengan api yang besar.
16
Disaat suhu ≤ 92°C motor servo akan mengurangi pembukaan kran LPG menjadi 40% api
akan menyala sedang dan bila suhu telah terbaca 96°C motor servo akan menutup kran
LPG sehingga api pada kompor akan padam.
Tabel 3.1. Tabel Motor servo
Kondisi nyala api
Valve(%)
PWM(%)
Sedang
Besar
20%
50%
6
7,5
Pada modul pengatur pemanas tampilan suhu dan indikator api ditunjukan oleh
LCD 16x2. Data – data yang ditampilkan adalah besar suhu aktual yang dibaca oleh
Thermocouple dan keterangan besar api aktual berdasarkan pemutaran kran oleh motor
servo.
Berikut adalah daftar penggunaan pin-pin pada arduino yang di tampilkan pada
Tabel 3.2 serta gambar rangkaian keseluruhan skematik alat yang dibuat yang di tampilkan
pada Gambar 3.4.
Tabel 3.2. Tabel Konfigurasi Pin Arduino Uno.
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Nama Pin
Pin 4
Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8
Pin 9
Pin 10
Pin A0
Pin A1
Pin A2
Pin A3
Pin A4
Pin A5
Fungsi
Data 4 display LCD
Data 5 display LCD
Data 6 display LCD
Data 7 display LCD
Data RS display LCD
Data E display LCD
Backlight Control
Keypad
Max6675 clk
Max6675 cs
Max6675 so
Input Motor Servo DC
Input Relay
17
bt_
sel
bt_
dw
bt_
lf
bt_
up
bt_
rt
A0
5V
VS VD VE
S D E
1 2 3
RS R
W E
7 8 9 10 11 12 13 14
4 5 6
8
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
9
R5
R4
R3
R2
R6
3.3k
1k
620
330
2.2k
4 5 6 7
R1
10k
Gambar 3.4. Rangkaian skematik keseluruhan
18
V
5
PERANCANGAN ALAT
Pada bab tiga ini akan dijelaskan mengenai perancangan dari perangkat keras dan
perangkat lunak yang digunakan pada alat ini. Dimulai dari uraian perangkat keras lalu
uraian perancangan perangkat lunak.
3.1. Gambaran Sistem
Pada Gambar 3.1 menunjukan blok diagram sistem dari keseluruhan alat yang
dibuat.
Sensor
Suhu
Keypad
Mikrokontroler
Motor Servo
DC
Pemantik
Kompor
Kompor
Gambar 3.1. Diagram Blok
13
LCD
3.2. Gambaran Kerja Alat
Modul utama pada perancangan ini adalah pemasakan air yang terdiri dari kompor
LPG, tabung LPG 3kg, pematik, motor DC, thermocouple sebagai sensor pembaca
temperatur, dan LCD sebagai penampil suhu.
Modul Pemasak air ini menggunakan kompor LPG tungku tunggal yang biasa
digunakan di rumah tangga yang berisi 3kg LPG. Sistem kerja pemanas kompor sama
seperti pada umumnya, saat saluran gas dibuka maka LPG akan mengalir kemudian
pemantik akan menghasilkan percikan bunga api untuk menyalakan kompor.
Pada kompor diberikan modifikasi pada mekaniknya. Pemantik pada kompor biasa
adalah pematik mekanik. Untuk alat ini digunakan pemantik elektrik yang biasa digunakan
pada alat pembasmi nyamuk atau raket nyamuk. Untuk aliran buka-tutup pada LPG juga
ada perubahan. Apabila biasanya LPG yang mengalir dari tabung ke kompor hanya
menggunakan selang dan regulator, pada skripsi ini ditambah dengan sebuah katup. Katup
ini biasa digunakan pada kompresor sehingga tahan tekanan tinggi. Hal ini bertujuan untuk
mengatur besar kecilnya aliran LPG yang pada akhirnya mengatur besar kecilnya nyala
api. Putaran katup digerakan dengan motor servo DC karena terdapat dua tahap proses
pemanasan yaitu api menyala besar dan api menyala sedang.
14
3.3. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak yang dipakai di dalam alat ini terdiri dari program
pengatur pemanas dengan sistim otomatis dan manual.
Gambar 3.2. Diagram Alir
Penjelasan gambar diagram alir di atas :
Saat menekan tombol on, Thermocouple membaca suhu yang ditampilkan pada
LCD. Apabila memilih mode otomatis, jika suhu yang dibaca oleh Thermocouple
kurang dari 90°C maka kompor menyala dengan api yang besar. Saat suhu ≤ 92° C
api akan menyala kecil dan bila suhu telah terbaca 96°C api pada kompor akan
padam. Bila kita memilih mode manual, kita memasukan input suhu yang kita
inginkan. Apabila suhu sesuai input atau lebih tinggi daripada suhu yang diinginkan
maka api pada kompor padam. Dan bila suhu air dalam teko lebih rendah daripada
input maka api akan menyala besar.
15
3.4. Perancangan Perangkat Keras
Untuk menghasilkan suhu yang ideal pada penyeduhan kopi, pada skripsi ini
dirancang pemanas dengan menggunakan kompor seperti yang digunakan pada rumah
tangga. Dengan sedikit modifikasi di bagian pemantik, bagian on – off dan bagian katup
alir LPG. Pemantik menggunakan pemantik pada
raket nyamuk untuk menghasilkan
loncatan bunga api. Bagian katup LPG dipakai katup kompresor dengan penggeraknya
menggunakan motor servo DC.
Alat pemasak otomatis ini terdiri dari LCD 16x2, Thermocouple sebagai sensor
pembaca suhu, tombol switch untuk menghidupkan dan mematikan kompor, dan motor
DC untuk mengkontrol aliran LPG.
Kompor LPG ini menggunakan pemantik elektrik, yang biasa digunakan pada raket
nyamuk. Rangkaian pemantik akan menghasilkan percikan api yang akan memicu LPG
dan menghidupkan api kompor.
Besar kecilnya api dipengaruhi oleh besar kecilnya aliran LPG dan aliran LPG pada
alat ini dibuat dengan menggunakan kran kompresor dan motor DC, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Kran dan Motor Servo DC
Pada metode otomatis, kran bergerak dengan tiga posisi sesuai besar api, yaitu api
besar, api sedang, api padam. Tingkatan api ini dipengaruhi oleh Thermocouple Max6675.
Sensor ini dipakai untuk membaca suhu air, bila suhu kurang dari 90°C maka motor servo
akan membuka penuh krannya sebesar 100% dan kompor menyala dengan api yang besar.
16
Disaat suhu ≤ 92°C motor servo akan mengurangi pembukaan kran LPG menjadi 40% api
akan menyala sedang dan bila suhu telah terbaca 96°C motor servo akan menutup kran
LPG sehingga api pada kompor akan padam.
Tabel 3.1. Tabel Motor servo
Kondisi nyala api
Valve(%)
PWM(%)
Sedang
Besar
20%
50%
6
7,5
Pada modul pengatur pemanas tampilan suhu dan indikator api ditunjukan oleh
LCD 16x2. Data – data yang ditampilkan adalah besar suhu aktual yang dibaca oleh
Thermocouple dan keterangan besar api aktual berdasarkan pemutaran kran oleh motor
servo.
Berikut adalah daftar penggunaan pin-pin pada arduino yang di tampilkan pada
Tabel 3.2 serta gambar rangkaian keseluruhan skematik alat yang dibuat yang di tampilkan
pada Gambar 3.4.
Tabel 3.2. Tabel Konfigurasi Pin Arduino Uno.
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Nama Pin
Pin 4
Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8
Pin 9
Pin 10
Pin A0
Pin A1
Pin A2
Pin A3
Pin A4
Pin A5
Fungsi
Data 4 display LCD
Data 5 display LCD
Data 6 display LCD
Data 7 display LCD
Data RS display LCD
Data E display LCD
Backlight Control
Keypad
Max6675 clk
Max6675 cs
Max6675 so
Input Motor Servo DC
Input Relay
17
bt_
sel
bt_
dw
bt_
lf
bt_
up
bt_
rt
A0
5V
VS VD VE
S D E
1 2 3
RS R
W E
7 8 9 10 11 12 13 14
4 5 6
8
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
9
R5
R4
R3
R2
R6
3.3k
1k
620
330
2.2k
4 5 6 7
R1
10k
Gambar 3.4. Rangkaian skematik keseluruhan
18
V
5