proceeding sepeti program untuk mengaktifkan...
TRANSCRIPT
1
PROCEEDING PENERAPAN AUTOMATIC BUILDING
SYSTEM DI PPNS
(Sub Judul:MONITORING SISTIM
PENGKONDISIAN UDARA DI
LABORATORIUM REPARASI LISTRIK)
Dengan meningkatnya dan semakin
kompleknya persoalan penggunaan energi
listrik maka di butuhkan suatu sistem yang
dapat mengatur penggunaan energi listrik
tersebut. Sistem ini di kenal dengan
Automatic Building Sistem (ABS). Dalam
operasionalnya ABS merupakan system
terpadu dan di dukung oleh peralatan yang
dapat meningkatkan efisiensi pemakaian
energi listrik dengan kualitas dan keandalan
system yang tetap tinggi namun dengan
biaya operasional yang relative murah.
Peralatan yang di gunakan dalam
pengaturan energi listrik ini menggunakan
Microcontroler ATMEGA8, yaitu
mengontrol suatu rangkaian yang telah
terprogram sesuai program yang telah dibuat
sepeti program untuk mengaktifkan dan
menonaktifkan AC, program untuk counter
dan program untuk sensor – sensor yang
mendukung sistem ABS ini.
Sebagai objek dalam pengaturan
energi listrik ini, maka kami
mengaplikasikan sistem ini di ruang
Bengkel Reparasi Listrik PPNS-ITS yang
saat ini masih menggunakan pengaturan
instalasi pendingin ruangan secara manual
dan pengeluaran biaya listriknya cukup
besar, dengan cara mengatur sistem instalasi
penerangannya secara otomatis, yaitu
dengan memasang sensor infra merah pada
pintu masuk serta keluar pada masing-
masing ruangan, sehingga pada saat akan
memasuki ruangan, maka sensor akan
bekerja menghidupkan pendingin ruangan.
Pengaturan suhu pada pendingin itu sendiri
dapat di seting pada PC. Sistem pendingin
ini aktif apabila ada objek (manusia) yang
masuk pada ruangan ini. Dan sebaliknya
sistem pendingin ini akan nonaktif jika
2
oruangan dalam kondisi kosong. Semua
sistem ABS ini diatur oleh server, apabila
server tidak mengaktifkan semua sistem
yang ada dalam ABS maka semua sistem
tidak dapat dioperasikan.
Sistem ABS ini juga dilengkapi
dengan sistem monitoring di setiap sistem
yang diatur. Sistem monitoring ABS ini
menggunakan program Visual Basic 6.0.
Sistem monitoring ini digunakan untuk
memonitoring Suhu, banyaknya lampu yang
menyala, serta mengetahui adanya
kecelakaan pada ruangan seperti terjadi
kebakaran dalam ruangan.
Keuntungan lainya dalam
menggunakan ATMEGA8 ini, jika ada
perubahan cara kerja sistem maka kita tidak
perlu merubah rangkaianya, tetapi hanya
dengan merubah Program - program yang
lama dengan memasukan program - program
atau instruksi yang baru.
Mikrokontroler ATmega8
ATmega8 adalah low power
mikrokontroler 8 bit dengan arsitektur RISC.
Mikrokontroler ini dapat mengeksekusi
perintah dalam satu periode clock untuk
seyiap instruksi. Berikut ini adalah contoh
gambar ATmega8 yang terdapat pada
gambar 1.di bawah ini.
Gambar 1. ATmega8
Mikrokontroler ini diproduksi oleh atmel
(http://atmel.com) dari seri AVR. Untuk seri
AVR ini banyak jenisnya, yaitu ATmega8,
ATmega8535, Mega8515, Mega16, dan
lain-lain. Mikrokontroler ATmega8 ini
sangat murah dan mempunyai fasilitas yang
sangat memadai untuk mengembangkan
3
berbagai aplikasi. Beberapa fitur dari
ATmega8 adalah sebagai berikut :
1. 8 Kbyte Flash Program
2. 512 Kbyte EEPROM
3. 1 Kbyte SRAM
4. 2 timer 8 bit dan 1 timer 16
bit
5. Analog to digital converter
6. USART
7. Analog comparator
8. Two wire interface (I2C)
Pin out ATmega8 dapat dilihat dalam
Gambar 2 berikut.
Gambar 2. Pin out ATmega8 (DIP Package)
Gambar 2 memperlihatkan DIP Package
dari ATmega. DIP Package banyak
dipasaran dan sngat mudah dalam mounting
ke PCB. Di pasaran terdapat juga TQFP
Package yang lebih dikenal dengan SMD
(Surface Mount Device). Untuk tipe ini akan
ditemukan kesulitan selama penyolderannya
sehingga bagi pemula disarankan untuk
menggunakan DIP Peckage.
Mikrokontroller AVR
Mikrokontroller AVR (Alf And
Vegard’s Risc Processor) dari Atmel ini
menggunakan arsitektur RISC (Reduced
Instruction Set Computer) yang artinya
processor tersebut memiliki set instruksi
program yang lebih sedikit dibandingkan
dengan MCS-51 yang menerapkan arsitektur
CISC (Complex Instruction Set Computer).
Hampir semua instruksi processor
RISC adalah Instruksi dasar (belum tentu
sederhana), sehingga instruksi – instruksi
ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus
4
mesin untuk menjalankannya. Kecuali
instruksi percabangan yang membutuhkan 2
siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan
arsitektur Harvard , karena arsitektur ini
yang memungkinkan untuk membuat
eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam 1
atau 2 siklus mesin, sehingga akan semakin
cepat dan handal. Proses downloading
programnya relative lebih mudah karena
dapat dilakukan langsung pada sistemnya.
Sekarang ini, AVR dapat
dikelompokkan menjadi 6 kelas, yaitu
keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx,
keluarga ATmega, keluarga AT90CAN,
keluarga AT90PWM dan AT86RFxx. Pada
dasarnya yang membedakan masing –
masing kelas adalah memori, peripheral, dan
fungsinya, sedangkan dari segi arsitektur
dan instruksi yang digunakan, mereka
hampir sama. Sebagai pengendali utama
dalam pembuatan robot ini, digunakan salah
satu produk ATMEL dari keluarga ATmega
yaitu ATmega8.
ADC (Analog To Digital Converter )
ADC adalah rangkaian yang
mengubah data analog menjadi data digital.
Biasanya ADC diperlukan dalam aplikasi
mikrokontroler karena inputan dari
mikrokontroler berupa data digital dan
bukan data analog oleh karena itu diperlukan
rangkaian ADC. ADC ini sendiri sudah ada
di dalam ATMega8.
Downloader USB
Downloader USB ini di buat oleh
Thomas Fischl memanfaatkan driver USB
dengan AVR yang sedang di kembangkan
oleh Objective Development GmbH.
Downloader USB ini di beri nama USBaps.
USBaps terdiri atas ATmega48/8 dan
beberapa komponen pasif tanpa
membutuhkan komponen driver lainya.
USBaps memiliki beberapa fitur antara lain :
1. Dapat bekerja di system operasi
Linux, Mac OS X, dan Windows.
5
2. Tidak membutuhkan controller
khusus atau komponen SMD
3. Kecepatan programming sampai
5 kbyte/sec
4. Pilihan SCK untuk mendukung
target device dengan kecepatan
rendah (<1,5 MHz).
Berikut ini adalah contoh gambar
Downloader seperti yang terlihat pada
Gambar 3. dibawah ini.
Gambar 3. USBaps
USBaps buatan Thomas Fischl ini
mempunyai rangkaian yang cukup rumit.
Rangkaian tersebut ditunjukkan seperti yang
terlihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Rangkain USBaps
Perancangan dan Rangkaian
Mikrokontrller
Dalam project ini, digunakan
mikrokontroller AVR ATmega8,
Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s
Risc Prosesor) memiliki arsitektur RISC 8
bit, dimana semua instruksi di kemas dalam
kode 8 bit (8 bit word) dan sebagian
besarinstruksi dalam 1 siklus clock, pada IC
ini, terdapat internal ADC 10 bit sebanyak 8
channel yang ditampilkan ke LCD, sehingga
tidak perlu memakai ADC eksternal.
Adapun gambar rangkaian yang kami buat
seperti yang terlihat pada Gambar 5 di
bawah ini.
6
Gambar 5. Rangkaian mikrokontroller
Membuat rangkaian Power supply
Semua peralatan tersebut diatas
tidak akan berfungsi jika tidak ada
arus listrik dan tegangan, maka
disini digunakan power supply (catu
daya) sebagai pemberi arus dan
tegangan yang diperlukan oleh
semua rangkaian elektronika
tersebut. Tegangan dan arus yang
diberikan pada rangkaian
elektronika harus sesuai dengan
spesifikasi peralatan tersebut, jika
arus atau tegangan yang diberikan
terlalu besar maka rangkaian
elektronika akan rusak. Dan jika
arus atau tegangan yang diberikan
terlalu kecil maka rangkaian
elektronika tersebut tidak akan
bekerja dengan baik bahkan ada
kemungkinan alat tersebut tidak
bekerja.
Pada rangkaian catu daya pada
umumnya kita sering menggunakan
Ic Regulator dalam mengontrol
tegangan yang kita inginkan.
Regulator tegangan menjadi sangat
penting gunanya apabila kita
mengaplikasikan system Power
tersebut untuk rangkaian –
rangkaian yang membutuhkan
tegangan yang sangat stabil.
Misalkan untuk system digital,
terutama untuk Minimum system
(MikroProsesor/ MikroKontroler)
yang sangat membutuhkan tegangan
dan arus yang sangat Stabil.
IC Regulator yang umum digunakan
untuk mengontrol tegangan adalah
7
IC keluarga 78XX. IC ini dapat
mengontrol tegangan dengan baik.
Keluaran tegangan yang diinginkan
tinggal melihat tipe yang ada.
Pembuatan power supply di rancang
untuk pemberian power supply
sebesar 5 Volt. Supply tegangan 5
Volt kami ambilkan dari Output IC
7805, kemudian supply tersebut akan
dislurkan ke rangkaian elektronik
yang membutuhkan tegangan 5 Volt.
Proses pengujian power supply ini
digunakan AVOmeter untuk
mengukur tegangan keluaran.
Tegangan yang keluar dari power
supply bermacam mulai 0 – 5 Volt.
Langkah-langkah pengujian
rangkaian :
1. Siapkan rangkaian power supply
2. Siapkan avometer dan pasangkan
pada tegangan DC volt
3. Ukur tegangan keluaran dari
power supply
4. Catat hasil pengujian tersebut
Pembuatan Rangkaian Sensor Suhu
Vin
LM35
Vout R2
R1
Gambar 6. Rangkaian Sensor Suhu
Tegangan output yang dihasilkan dari sensor
suhu adalah 10 mV setiap kenaikan
1ºC,sehingga perlu dikuatkan dengan
rangkaian op amplifier non inverting.Agar
Vout yang dihasilkan opleh sensor sama
dengan nilai suhu yang terbaca,maka perlu
dikuatkan dua kali. Misalkan Vout yang
terbaca adalah 10 mV setelah dikuatkan
menjadi 20 mV , kemudian dimasukkan
rumus
Vout/ 5v × 255 ( jumlah 8 bit ) = Suhu
20/5000 × 250 ( di bulatkan ) = 1
8
Jadi didapatkan hasil 10Mv = 1ºC,sehingga
setiap kenaikan tegangan 10 Mv maka
suhunya akan naik 1ºC
Karena di dalam mikrokontroller Atmega 8
sudah terdapat ADC ( analog digital
converter ),maka tegangan yang telah
dikuatkan , langsung dimasukkan ke mikro
.Agar nilai penguatanya sesuai maka perlu
menentukan nilai RI dan R2 dengan cara
berikut :
Vout/Vin = 1 + R2/R1
2 = 1 + R2/R1
A = 1 + R2/R1
2-1 = R2/R1
20/10 = 1 + R2/R1
Jadi nilai R1 = R2
Pada rangkaian Sensor , nilai R1 dan
R2 ditentukan nilai dengan besar 1 kΩ
Membuat tampilan monitoring.
System monitoring yang kami
buat menggunakan Visual Basic
6.0. Berikut ini tampilan system
monitoring dari awal hingga
akhir.
1. Halaman “Selamat Datang”.
Halaman ini adalah halaman
saat monitoring dimunculkan.
Gambar 7 Halaman awal
2. Halaman utama.
Halaman ini adalah halaman
utama yang fungsinya untuk
mensetting suhu, mengetahui
jumlah orang yang masuk,
9
SENS
Re
AC
dan mengetahui suhu yang
ada didalam ruangan.
Gambar 8 Halaman utama
3. Halaman laporan
Halaman ini berfungsi untuk
melihat smua kejadian –
kejadian yang terjadi dalam
system. Contoh :
1. Pada waktu AC aktif dan
non aktif
2. Perubahan suhu
3. Jumlah orang yang masuk
Gambar 9 Halaman Report
Blok Diagram System Kerja Alat
Sistem pengkondisian udara ditunjukkan
seperti diagram blok pada Gambar 10 di
bawah ini.
Gambar 10. Blok Diagram system kerja alat
10
Penjelasan flocat gambar:
Sensor infrared akan
bekerja ketika ada objek
(manusia) masuk/keluar.
Sensor infrared akan
mengirim signal ke rangkaian
microcontroller yang di
dalamnya terdapat IC
ATMEGA8 sebagai
pengontrolnya sesuai dengan
programnya.
Rangkaian
Microcontroller akan
mengirimkan perintah ke
remote yang berupa menyala
matikan AC dan mengatur
suhu sesuai dengan perintah.
AC akan bekerja sesuai
perintah remote.
Pyroelectrik disini
berfungsi untuk mengetahui
keadaan dalam ruangan.
Sistem monitoring pada
system ini menggunakan
Visual Basic 6.0. Data – data
yang diambil untuk
memonitoring system ini
yaitu dari microcotrolernya
dangan menggunakan kabel
RS232.
Analisa LM35 (Sensor suhu)
Pada hasil analisa sensor suhu ini
data yang diambil adalah tegangan yang
keluar dari LM35 seperti yang terlihat pada
Tabel 1.
11
Tabel 1. Hasil Analisa LM35
Analisa PIR 325
PIR 325 adalah sensor yang
mendeteksi adanya orang dalam ruangan.
Gambar 11. PIR325
Data Analisa yang diambil adalah
tegangan yang dihasilkan oleh PIR325
seperti yang terlihat pada Tabel 4.2.
Tabel 2. Hasil analisa tegangan PIR325
Tegangan LOW
(V)
Tegangan HIGH
(V)
0 4,5 - 5
Keterangan :
1. Tegangan Low : Tegangan yang
keluar saat tidak ada orang
dalam ruangan
2. Tegangan High : Tegangan yang
keluar saat ada orang dalam
ruangan.
Kesimpulan
Berdasarkan perencanaan dan
pembuatan alat Sistem Penerangan (ABS)
yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan
hasil pengujian dan analisa pada system
TEMPERATUR
TEGANGAN m(V)
16 160
17 171
18 180
19 190
20 20
21 211
22 221
23 230
24 240
25 250
12
pengkondisian udara (ABS) yang telah
dibuat, maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
a. AC dapat diotomatisasi dalam
pengoperasiannya.
b. Apabila di dalam ruangan tidak
terdapat obyek (manusia) maka
AC secara otomatis akan mati.
c. Sistem pengkondisian udara ini
tidak akan berjalan apabila
server tidak menghendaki atau
tidak terhubung dengan server.
d. Apabila dalam ruangan terdapat
orang maka PIR325
mengeluarkan tegangan 4,5 V –
5 V.