PEMASANGAN MOTOR DC PADA SEKUTER DENGANPENGENDALI PULSE WIDTH MODULATION Pemasangan Motor Dc Pada Sekuter Dengan Pengendali Pulse Width Modulation.

(1)

PEMASANGAN MOTOR

DC

_{PADA SEKUTER DENGAN}

PENGENDALI

PULSE WIDTH MODULATION

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi S-1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh: Aris Pujiono D 400 080 023

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kenikmatan, hidayah serta inayah, sehingga sampai saat ini masih diberikan kesempatan untuk beribadah dan meyembah pada-NYA dan telah menjadikanku manusia yang berakal dan berguna dalam dunia ini. Sholawat dan salam senantasa tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, yang kita nanti – nantikan syafaatnya di hari akhir kelak.

Alhamdulillah hanya pada-MU ya Allah, dengan hidayah-MU penulis dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul yang penulis ajukan adalah “PEMASANGAN MOTOR DC

PADA SEKUTER DENGAN PENGENDALI PULSE WIDTH

MODULATION”.

Terlaksananya penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dukungan dan saran dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

1. Bapak Prof. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Surakarta.

(5)

2. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Jatmiko, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4. Ibu Ratnasari Nur R, ST, MT. selaku Pembimbing I dalam Tugas Akhir ini.

5. Bapak Hasyim Asy’ari, ST, MT. Selaku Pembimbing II dalam Tugas Akhir ini.

6. Bapak/Ibu Dosen selaku dewan penguji dalam Tugas Akhir ini.

7. Bapak/Ibu Dosen yang telah membimbing dan memberikan pencerahan ilmu selama ini di Universitas Muhammadiyah Surakarta.

8. Seluruh Staf Tata Usaha, Akademik maupun non Akademik, yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.

9. Teman-teman di KMTE Robot Research Universitas Muhammadiyah Surakarta dan teman-teman Elektro angkatan 2008 yang telah berbagi suka duka selama ini.

(6)

11. Laboratorium Teknik Elektro yang telah memberikan fasilitas dalam penyelesaian Tugas Akhir ini serta teman – teman Asisten Laboratorium Teknik Elektro yang telah memberikan banyak inspirasi kepada penulis.

12. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Januari 2014

(7)

vii MOTTO

“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan maka kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan

yang lain. Dan hanya kepada Tuhanmu kamu berharap”

(QS. Alam Nasyrah (94) : 6 - 8)

“Dan bahwasannya seorang manusia tiada memperolehselain apa yang telah diusahakannya.”

(An Najm (53) : 39)

“MUSTAHIL itu bukan fakta, tapi hanya OPINI”

(Muhammad Ali)

“Jangan Merangkak dalam keraguan, berlarilah dengan keyakinan”

(8)

PERSEMBAHAN

Sedikit karya ini kupersembahkan untuk:

1. Allah SWT, yang menguasai langit, bumi dan yang diantaranya. Atas karunia-Nyalah aku bisa berjalan sampai di sini.

2. Bapak dan Ibuku tercinta, berjuta kata sayang, maaf dan terima kasih takkan mampu membalas jasa dan pengorbanan kalian kepadaku. Terima kasih ya ALLAH, lindungilah mereka selalu.

3. Adikku, yang telah memberimotivasi dan do’anya.

4. Mbah Putri, yang telah mendidikku dengan penuh kasih sayang serta kesabaran.

5. Sahabat – _{sahabatku, Fajar, Amirudin, Taufiq, Danar, Ginanjar, Okky,} Purwoko dan teman– teman elektro’08, yang telah berbagi dalam suka duka selama ini.

(9)

DAFTAR KONTRIBUSI

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Dalam mengerjakan Tugas Akhir dengan judul “PEMASANGAN MOTOR DC _{PADA SEKUTER DENGAN PENGENDALI} PULSE WIDTH

MODULATION”_{, saya menyatakan bahwa:}

1. Judul Tugas Akhir ini merupakan ide dari penulis atas masukan Ibu Ratnasari Nur R, ST, MT sebagai Dosen pembimbing.

2. Penulisan laporan banyak mendapatkan bantuan dari sahabat Fajar Satrio Nugroho.

3. Perancangan jalur rangkaian pada PCB penulis buat dengan menggunakan software Novarm Diptrace versi 2.2.0.9.

4. Simulasi dan gambar rangkaian penulis buat dengan menggunakan

softwareProteus versi 7.7

5. Perhitungantimermenggunakansoftwareaplikasi KAVRCalc versi 1.15. 6. Pemrograman Mikrokontroler ATMega8535 ini mendapatkan bantuan dari

sahabat Muhammad Amiruddien dengan menggunakan CodevisionAVR versi 1.25.3.

(10)

(11)

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “PEMASANGAN MO_TORDC_{PADA SEKUTER DENGAN PENGENDALI} PULSE WIDTH MODULATION” _{yang dibuat guna memenuhi salah satu syarat} untuk menyelesaikan program Sarjana jenjang pendidikan Strata-Satu (S1) pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektronika Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah di publikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Januari 2014 Yang menyatakan

(12)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

MOTTO ... vii

PERSEMBAHAN ... viii

DAFTAR KONTRIBUSI... ix

DAFTAR ISI... xi

DAFTAR TABEL... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

ABSTRAKSI ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian... 2

1.4 Batasan Masalah... 3

1.5 Manfaat Penelitian... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5

2.1 Telaah Penelitian ... 5

(13)

xii

2.2.2. Mikrokontroler Atmega 8535 ... 7

2.2.3.Pulse Width Modulation ... 9

2.2.5. LCD 2x16 ... 14

BAB III METODE PENELITIAN... 16

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 16

3.2 Peralatan dan Bahan ... 17

3.3 Alur PenelitianTugas Akhir ... .... 18

3.4FlowchartPenelitian ... 19

3.5 Perancangan Tugas Akhir ... 20

3.5.1 Perancangan Desain... 21

3.5.2 PerancanganHardware. ... 23

3.5.3 PerancanganSoftware... 26

BAB IV HASIL DAN ANALISA ... 34

4.1 Hasil Penelitian ... 34

4.2 Pengujian Sistem dan Analisa ... 36

4.2.1 Pengujian dan Analisa Tegangan PWM tanpa Beban ... 36

4.2.2 Pengujian dan Analisa Tengangan PWM dengan Beban ... 38

4.2.3 Pengujian dan Analisa Sinyal PWM ... 41

4.2.4 Pengujian dan Analisaduty cycleterhadap kecepatan ... 49

4.2.5 Pengujian dan Analisa Berat Beban terhadap Kecepatan ... 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... . 55

5.1 Kesimpulan... 55

(14)

Daftar Pustaka ... 56 Lampiran ... 57

(15)

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B ... 16

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C ... 17

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D ... 18

Tabel 4.1OutputTegangan PWM Mikrokontroler Tanpa Beban ... 37

Tabel 4.2OutputTegangan PWM dengan beban motorDC... 39

Tabel 4.3 Data perubahanduty cycleterhadap kecepatan ... 50

(16)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kontruksi motorDC... 7

Gambar 2.2 Prinsip Kerja motorDC... 8

Gambar 2.3 Penentuan arah gaya pada kawat berarus listrik dalam medan magnet 10 Gambar 2.4 IC ATMega8535 ... 15

Gambar 2.5 IC ATMega 8535 beserta pin-pin nya ... 15

Gambar 2.6 Proses pembangkitan sinyal PWM denganduty cyclerendah ... 20

Gambar 2.7 Proses pembangkitan sinyal PWM denganduty cycletinggi ... 21

Gambar 2.8Duty cyclePWM ... 23

Gambar. 2.9Average voltage... 23

Gambar 2.10 LCD 2x16 ... 25

Gambar 3.1Flowchartpenelitian ... 29

Gambar 3.2 Rancangan sekuter bermotorDCdengan pengendali PWM ... 30

Gambar 3.3 Sistem minimum ATMega8535 ... 32

Gambar 3.4 Rangkaian driver motor ... 32

Gambar 3.5 CodevisionAVR ... 33

Gambar 4.1 Diagram blok proses kerja sistem ... 34

Gambar 4.2 Tampilan LCD sistemnon aktif... 35

Gambar 4.3 Tampilan LCD sistem denganduty cycle 50% ... 36

Gambar 4.4 Tampilan LCD sistem denganduty cycle 100%... 36

(17)

xvi

Gambar 4.7 Grafik perubahanduty cycleterhadap RPM motor ... 41

Gambar 4.8 Program inisialisasitimer1 ... 42

Gambar 4.9 Perhitungantimermenggunakan KAVRCalc ... 43

Gambar 4.10 Pengaturan PWM pada codevisionAVR ... 44

Gambar 4.11 Tampilan osiloskopduty cycle10% ... 45

Gambar 4.12 Pengukuran teganganduty cycle10% ... 45

Gambar 4.13 Pengukuran RPM pada motorduty cycle10% ... 46

Gambar 4.14 Tampilan osiloskopduty cycle50% ... 46

Gambar 4.15 Pengukuran teganganduty cycle50% ... 47

Gambar 4.16 Pengukuran RPM pada motorduty cycle50% ... 47

Gambar 4.17 Tampilan osiloskopduty cycle100% ... 48

Gambar 4.18 pengukuran teganganduty cycle100% ... 48

Gambar 4.19 Pengukuran RPM pada motorduty cycle100% ... 49

Gambar 4.20 Grafik perubahanduty cycleterhadap kecepatan ... 51

(18)

ABSTRAKSI

Sekuter adalah mainan atau lebih tepatnya kendaraan anak-anak diantaranya usia 5 sampai 12 tahun. Selain itu sekuter merupakan alat transportasi yang ramah lingkungan karena tidak menghasilkan asap kendaraan yang menimbulkan polusi udara. Untuk meringankan beban pengendara, penulis akan merancang sekuter dengan penggerak motor DC (Direct Current). Agar pengendara merasa nyaman, dibutuhkan kendali untuk mengontrol kecepatannya.

Kali ini penulis menggunakan metode Pulse Width Modulation dengan IC

Mikrokontroler AVR ATMega8535. Motor DC yang akan digunakan adalah motor 120Watt. Sedangkan sumber daya yang diperlukan menggunakan Aki (accumulator).

Perubahan duty cycle berbanding lurus dengan perubahan tegangan. Semakin besar duty cycle maka tegangan keluaran semakin besar yang berpengaruh terhadap RPM motor DC. Untuk duty cycle 70% menghasilkan tengangan 24.8Volt dan RPM 4251, pada sumber tegangan 26Volt. Dengan pencatudayaan PWM akan lebih efisien karena duty cycle otomatis menyesuaikan tanpa ada daya yang dibuang ke transistor seperti pada catu daya analog.

(1)