LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

51
LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN DATA LOGGING SUHU, ARUS DAN TEGANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3 TIM PENGUSUL Ir. I Nyoman Budiastra, MKes., MT. (NIDN. 0031126728) Ir. Cokorde Gede Indra Partha, M.Erg., MT. (NIDN. 0025056513) Ir. I Wayan Arta Wijaya, M.Erg., MT. (NIDN. 0013036609) Dibiayai oleh DIPA PNBP Universitas Udayana Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Penelitian Nomor : 2389.2/UN14.1.31/PN./2015, Tanggal 22 Juni 2015 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA OKTOBER 2015 Kode/Nama Bidang Ilmu: 451/Teknik Elektro

Transcript of LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

Page 1: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

1

LAPORAN AKHIRHIBAH PENELITIAN

DATA LOGGING SUHU, ARUS DAN TEGANGAN BERBASISMIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3

TIM PENGUSUL

Ir. I Nyoman Budiastra, MKes., MT. (NIDN. 0031126728)Ir. Cokorde Gede Indra Partha, M.Erg., MT. (NIDN. 0025056513)Ir. I Wayan Arta Wijaya, M.Erg., MT. (NIDN. 0013036609)

Dibiayai olehDIPA PNBP Universitas Udayana

Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan PenelitianNomor : 2389.2/UN14.1.31/PN./2015, Tanggal 22 Juni 2015

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANAOKTOBER 2015

Kode/Nama Bidang Ilmu: 451/Teknik Elektro

Page 2: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

2

HALAMAN PENGESAHANPENELITIAN PROGRAM STUDI

Judul Penelitian : DATA LOGGING SUHU, ARUS DAN TEGANGANBERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3

Bidang Ilmu : 451 / Teknik ElektroKetua Peneliti :a. Nama lengkap : Ir. I Nyoman Budiastra, MKes., MT.b. NIP/NIDN : 0031126728c. Pangkat/Gol : IVa / Pembinad. Jabatan Fungsional/Stuktural : Lektor Kepalae. Pengalaman penelitian : (terlampir dalam CV)f. Program Studi/Jurusan : Teknik Elektrog. Fakultas : Teknikh. Alamat Rumah / HP : Jl.Tukad Pakerisan XIVA No. 8, Denpasar/081239802906i. E-mail : [email protected] Tim Peneliti : 3 (tiga) OrangLokasi Penelitian : Teknik ElektroKerjasama (jika ada)a. Nama Instansi : -b. Alamat : -Jangka waktu penelitian : 106 hari kalender terhitung mulai tanggal 22 Juni 2015 s/d 5

Oktober 2015Biaya Penelitian : Rp 7.500.000 (Tujuh Juta Lima Ratus Ribu Rupiah)

Bukit Jimbaran, 5 Oktober 2015

Mengetahui, Ketua Peneliti,Ketua Jurusan Teknik Elektro

(Ir. I Nyoman Setiawan, MT) (Ir. I Nyoman Budiastra, MKes., MT)NIP. 196312291991031001 NIP. 196712311993031015

MengetahuiDekan Fakultas TeknikUniversitas Udayana

(Prof. Ir.Ngakan Putu Gede Suardana, MT., PhD)NIP. 1964091719890310

Page 3: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

3

R I N G K A S A N

Perkembangan teknologi khususnya pada bidang elektronika sangat pesat, hal tersebut dapatdilihat dari banyaknya riset pengembangan teknologi yang dapat dioperasikan secara manualmaupun otomatis. Pengembangan teknologi pada dasarnya bertujuan untuk memudahkanpekerjaan manusia, seperti pekerjaan yang membutuhkan ketelitian, pekerjaan yang mempunyairesiko tinggi, ataupun pekerjaan yang terus menerus. Salah satu contoh adalah pengambilan datapengukuran suhu, arus dan tegangan yang terus menerus untuk mendapatkan gambaran yangkomprehensif atau karakteristik tentang kondisi alat yang diteliti.Dalam kenyataannya sering dijumpai pengambilan data yang kurang presisi, seperti kesalahanpada pengukuran serta waktu yang tidak tepat pada saat pengambilan data.Dari kesalahan-kesalahn tersebut maka data penelitian yang didapat hasilnya kurang akurat dan kurangmenggambarkan secara koprehensip peralatan yang di teliti. Untuk itu dibuat suatu data loggeruntuk mencatat data dari waktu ke waktu secara continue. Data logger dalam penelitian inimenggunakan mikrokontroler Arduino Uno R3 dengan real time clock untuk menetapkan waktu,sensor suhu untuk mendapatkan suhu pengujian, sensor arus untuk mendapatkan arus berbebandan arus hubung singkat serta sensor tegangan untuk mendapatkan tegangan rangkaian terbukadan tegangan berbeban..Perancangan dan pembuatan data logger ini dapat mengukur suhu, arus dan tegangan denganpengaturan data waktu perekaman dapat disesuaikan melalui aplikasi arduino 1.0.6. Besar filedari hasil perekaman ini sangat kecil sekali (3KB) untuk perekaman selama 66 kali pengukuran(1hari).

Kata Kunci: mikrokontroler, sensor suhu, sensor arus

Page 4: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

4

P R A K A T A

Laporan Akhir Penelitian Program Studi ini kami susun sebagai laporan akhir penelitiankami dengan judul ”Data Logging Suhu, Arus dan Tegangan BerbasisMikrokontroler Arduino Uno R3” sebagai sebuah penelitian yang masih terdapatlangkah langkah yang harus diselesaikan untuk mendapatkan hasil pengukuran, perhitungan dananalisa agar sesuai dengan tujuan yang diharapkan.

Penelitian ini telah mendapatkan data-data pengujian alat merupakan data yang sifatnyalokal dan dapat dijadikan referensi awal pada hasil-hasil pengukuran, sehingga masih diperlukanpengujian-pengujian peralatan yang lebih detail serta rinci untuk mendapatkan hasil yang lebihakurat. Dalam penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan lagi mengingat begitu banyaknyakegunaan dari mikrokontroler Arduino Uno R3 yang mempunyai 14 input-output digital.

Dalam kesempatan ini pula kami mengucapkan banyak-banya terimasih kepada seluruhkhalayak yang telah membantu sehingga penelitian ini dapat terwujud. Kami berharap sekecilapapun kontribusi yang dapat diberikan tetap dapat memberikan manfaat bagi penelitian-penelitian kami berikutnya.

Bukit Jimbaran, Oktober 2015

Penulis

Page 5: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

5

DAFTAR ISI

hal

Halaman Sampul...................................................................................................................... 1Lembar Pengesahan ................................................................................................................. 2Ringkasan................................................................................................................................. 3Prakata...................................................................................................................................... 4Daftar Isi .................................................................................................................................. 5Daftar Tabel ............................................................................................................................. 6Daftar Gambar ......................................................................................................................... 7Daftar Lampiran....................................................................................................................... 8

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................................ 91.1 Latar Belakang.......................................................................................................... 91.2 Permasalahan yang diteliti........................................................................................ 101.3 Kontribusi terhadap Pengembangan Ilmu ................................................................ 10

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................. 112.1 Perekam data (Data Logger)..................................................................................... 112.2 Mikrokontroler ATmega328P ................................................................................. 112.3 LCD (Liquid Crystal Display).................................................................................. 122.4 Arduino Uno R3 ....................................................................................................... 132.5 Sensor SuhuLM35 .................................................................................................... 132.6 Sensor arus ACS712................................................................................................. 142.7 Real time clock (RTC DS 1307) .............................................................................. 15

BAB III METODE PENELITIAN .......................................................................................... 163.1 Prosedur Penelitian................................................................................................... 163.2 Disain Penelitian....................................................................................................... 173.3 Data Pengukuran ...................................................................................................... 193.4. Tempat Penelitian.................................................................................................... 19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................. 204.1 Pengujian Modul ...................................................................................................... 204.2. Pengujian LCD (Liquid crystal display).................................................................. 224.3 Pengujian Module SD Card...................................................................................... 244.4 Pengujian Real Time Clock (RTC DS 1307) ........................................................... 264.5 Pengujian Sensor Arus ACS712............................................................................... 274.6 Pengujian Data Logger Suhu, Arus Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler

Arduino Uno R3 ..................................................................................................... 28BABV SIMPULAN................................................................................................................. 44

5.1 Simpulan................................................................................................................... 445.2 Saran ......................................................................................................................... 44

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 45

LAMPIRAN............................................................................................................................. 47

Page 6: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

6

DAFTAR TABEL

hal.Tabel 3.1 Rencana pengukuran dengan data logger ................................................................ 19Tabel 4.1 Pengujian tegangan input-output ............................................................................. 21Tabel 4.2 Pengujian pada panel surya untuk suhu, arus dan tegangan .................................... 39

Page 7: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

7

DAFTAR GAMBAR

hal.Gambar 2.1 Struktur Pin ATmega328P. .................................................................................. 12Gambar 2.2 LCD 16x2 Display ............................................................................................... 12Gambar 2.3 Arduino Uno R3................................................................................................... 13Gambar 2.4 Sensor Suhu LM35............................................................................................... 14Gambar 2.5 Sensor Arus ACS 712 .......................................................................................... 15Gambar 2.6 RCT DS 1307....................................................................................................... 15Gambar 3.1 Alur Penelitian Data Logger ................................................................................ 16Gambar 3.2 Arduino Uno dengan LCD dan RTC ................................................................... 17Gambar 3.3 Arduino Uno Sensor Arus.................................................................................... 18Gambar 3.4 Arduino Uno Sensor Tegangan............................................................................ 18Gambar 3.5 Arduino Uno Sensor Suhu ................................................................................... 18Gambar 4.1 Hardware Blok Diagram Data Logger ................................................................. 20Gambar 4.2 Data Loging Suhu, Arus dan Tegangan Berbasis

mikrokontroler Arduino Uno R3 ........................................................................ 20Gambar 4.3 Arduino Uno R3................................................................................................... 21Gambar 4.4 Rangkaian Arduino Uno R3 dengan LCD ........................................................... 22Gambar 4.5 Skematik rangkaian Arduino Uno dengan LCD .................................................. 23Gambar 4.6 Library LCD pada software arduino 1.0.6 ........................................................... 23Gambar 4.7 Rangkaian Arduino Uno dengan SD Card ........................................................... 24Gambar 4.8 Rangkaian Arduino dengan RTC......................................................................... 26Gambar 4.9 Pengujian RTC dengan arduino 1.0.6 ................................................................. 26Gambar 4.10 Rangkaian arduino Uno dengan sensor arus ACS712 ....................................... 27Gambar 4.11 Pengujian sensor arus ACS712 dengan arduino 1.0.6 ....................................... 27Gambar 4.12 Pengujian pengukuran Suhu............................................................................... 41Gambar 4.13 Pengujian pengukuran Arus Hubung Singkat .................................................... 42Gambar 4.14 Pengujian pengukuran Tegangan Rangkaian Terbuka....................................... 42Gambar 4.15 Besar hasil rekam data logger ............................................................................ 42

Page 8: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

8

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Instrument ........................................................................................................... 46Lampiran 2. Personalia tenaga Peneliti.................................................................................... 47Lampiran 3. Data Sheet............................................................................................................ 48

Page 9: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

9

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi khususnya pada bidang elektronika sangat pesat, hal tersebutdapat dilihat dari banyaknya riset pengembangan teknologi yang dapat dioperasikan secaramanual maupun otomatis. Pengembangan teknologi pada dasarnya bertujuan untuk memudahkanpekerjaan manusia, seperti pekerjaan yang membutuhkan ketelitian, pekerjaan yang mempunyairesiko tinggi, ataupun pekerjaan yang terus menerus. Salah satu contoh adalah pengambilan datapengukuran suhu, arus dan tegangan yang terus menerus untuk mendapatkan mendapatkangambaran yang komprehensif atau karakteristik tentang kondisi alat yang dipantau.

Seiring dengan pesatnya kemajuan teknologi di segala bidang, maka meningkat puladaya pikir manusia akan teknologi tinggi sebagai kebutuhan. Dari perkembangan komplekstersebut, tentu muncul teknologi-teknologi baru. Kemajuan teknologi sangat membantu dalambidang informasi. Seperti halnya sensor, yang kini banyak digunakan untuk mendapatkaninformasi yang diinginkan tanpa keterbatasan ruang dan waktu dengan mendayagunakan secaramaksimal cara kerja sistem sensor tersebut, yang dalam aplikasinya dibantu denganmikrokontroler. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini sangat pesat sekali,terutama hal-hal yang dapat membantu pekerjaan manusia sehingga menjadi lebih mudah danefisien. Seperti melakukan pencatatan suhu, arus dan tegangan yang saat ini dilakukan secaramanual membuat pekerjaan menjadi tidak efisien. Apalagi jika pencatatan tersebut dilakukansecara terus-menerus dengan pencatatan tiap jam, pasti akan lebih mudah tanpa harus mencatatsecara manual dengan waktu tertentu. Dalam hal ini dibutuhkan suatu alat yang dapat membuatpekerjaan tersebut menjadi lebih efisien dan mudah. Hanya dengan memasang sensor makadapat diketahui berapa nilainya secara terus menerus dan data pengukuran dari sensor tersebutdapat disimpan ke dalam sebuah media penyimpan / memory berbentuk file (data base) denganjangka waktu yang lama tergantung kapasitas penyimpanan tersebut.

Perekam Data / data logger adalah suatu alat elektronik yang berfungsi mencatat datadari waktu ke waktu secara continue. Beberapa data logger menggunakan personal komputer dansoftware sebagai tempat menyimpan data dan menganalisis data. Data yang disimpan di harddiskdapat diakses kapanpun kita ingginkan. Hal ini termasuk beberapa perangkat akuisisi data sepertiplug-in board atau sistem komunikasi serial yang menggunakan komputer sebagai sistempenyimpanan data real time. Hampir semua pabrikan menganggap sebuah data logger adalahsebuah perangkat yang berdiri sendiri (stand alone device) yang dapat membaca berbagai macamtipe sinyal elektronika dan menyimpan data di dalam memory internal untuk kemudian di-download ke sebuah komputer. Secara singkat data logger adalah alat untuk melakukan datalogging. Biasanya ukuran fisiknya kecil, bertenaga baterai, portabel, dan dilengkapi denganmikroprosesor, memory internal untuk menyimpan data dan sensor. Beberapa data loggerdiantarmukakan dengan komputer dan menggunakan software untuk mengaktifkan data loggeruntuk melihat dan menganalisis data yang terkumpul, sementara yang lain memiliki peralatanantarmuka sendiri (keypad dan LCD) dan dapat digunakan sebagai perangkat yang berdiri sendiri(stand-alone device). Salah satu keuntungan menggunakan data logger adalah kemampuannyasecara otomatis mengumpulkan data setiap 24 jam. Setelah diaktifkan data logger digunakan danditinggalkan untuk mengukur dan merekam informasi selama periode pemantauan. Hal inimemungkinkan untuk mendapatkan gambaran yang komprehensif tentang kondisi peralatan yangteliti atau dipantau.

Page 10: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

10

Logging data (data logging) adalah proses otomatis pengumpulan dan perekaman data darisensor untuk tujuan pengarsipan atau tujuan analisis. Sensor-sensor digunakan untukmengkonversi besaran fisik menjadi sinyal listrik yang dapat diukur secara otomatis dandisimpan dalam memory, sampai akhirnya dikirimkan ke komputer atau mikroprosesor untukpengolahan. Berbagai macam sensor sekarang tersedia, sebagai contoh, sensor suhu, tegangan,arus, intensitas cahaya, tingkat suara, sudut rotasi, posisi, kelembaban relatif, pH, oksigenterlarut, pulsa (detak jantung), napas, kecepatan angin, gerak dan lain-lain. Selain itu, banyakperalatan laboratorium dengan output listrik dapat digunakan bersama dengan konektor yangsesuai dan dapat dihubungkan dengan data logger.

Dalam penelitian program studi ini penulis ingin membuat suatu rancang bangun datalogging portable dengan menggunakan sensor arus, tegangan dan sensor suhu yang dapat di aturwaktu pengambilan datanya serta tersimpan langsung dalam memory.. Data logger ini nantinyadapat digunakan oleh mahasiswa dalam praktikum dan khalayak umum untuk melakukanperekaman data suhu, tegangan dan arus, sehingga mendapatkan gambaran yang komprehensiftentang kondisi yang diteliti/dipantau tanpa terjadi kehilangan atau kesalahan-kesalahanpengukuran.

1.2 Permasalahan yang ditelitiDalam penelitian ini penulis ingin menghasilkan suatu perralatan portable yang dapat

merekam hasil-hasil pengukuran dengan waktu pengukuran yang dapat di atur denganmenggunakan mikrokontroler Arduino Uno dengan sensor suhu, tegangan dan arus. Adapunpermasalahan yang akan diteliti adalah:

1. Bagaimana menghubungkan sensor-sensor tersebut dalam mikrokontroler ArduinoUno sehingga hasilnya sesuai dengan fungsinya.

2. Bagaimana membuat agar data logging tersebut jam serta tanggalnya tidak berubah(real time clock).

3. Bagaimana membuat program di data logger agar perekaman data sesuai denganwaktu yang akan diberikan.

4. Bagaimana mengkalibrasi sensor-sensor tersebut sehingga hasil pengukuran sesuaidengan nilai standarnya.

1.3 Kontribusi terhadap Pengembangan Ilmu PengetahuanKontribusi penelitian ini adalah merancang sebuah alat portable data logging yang dapat

merekam hasil pengukuran secara terus menerus dan mencatatnya dalam memory, sehinggamendapatkan gambaran yang kemprehensip tentang kondisi yang diteliti atau dipantau.Kontribusi dalam bidang ilmu pengetahuan dalam bidang Teknik Eletkro, Elektronika, Kendalidan Robotika, dimana semua bidang ilmu yang berada di elektro memerlukan pengukuran yangakurat dan presisi. Pada laboratorium Pengukuran Listrik dan penelitian-penelitian, data loggingsangat diperlukan untuk pengukuran-pengukuran yang akurat dan secara terus menerus.

Page 11: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

11

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Perekam Data (Data Logger)Perekam Data disebut juga data logger. Secara umum perekam data sederhana terdiri

dari mikrokontroler, clock, sensor dan media penyimpanan. Mikrokontroler merupakan bagiandari perekam data yang mengatur komunikasi antar perangkat. Clock berfungsi untukmenyesuaikan atau menentukan waktu sesuai dengan waktu pada hari yang sama.Sensorberfungsi untuk mengubah sinyal analog manjadi sinyal digital. Media penyimpanan berfungsiuntuk menyimpan data Dalam sistem telemetri ini terdapat fitur data logger, yaitu fitur yangberfungsi sebagai penyimpanan semua data-data kondisi dari suhu, teganan dan arus yangdiukur.Kemudian Data ini nantinya akan tersimpan didalam media penyimpanan yaitu memorycard. Pada perancangan ini jenis memory card yang akan digunakan adalah micro SD (SecureDigital) dengan kapasitas 4 GB. Penggunaan memory ini sangat kecil sekali karena file dalambentuk txt sehingga dengan kapasitas 4GB sudah bisa digunakan berminggu minggu sampaiberbulan bulan secara terus menerus tergantung dari banyaknya jumlah pengukuran yangdiinginkan.

Data logger untuk mengukur suhu, tegangan dan arus berbasis mikrokontroler inidiharapkan dapat mempermudah pekerjaan dalam mendapatkan data yang akurat sehinggamendapatkan gambaran yang komprehensif tentang kondisi yang dipantau tanpa terjadikehilangan atau kesalahan-kesalahan pengukuran. Berikut ini beberapa referensi Jurnal yang bisadijadikan acuan untuk menjelaskan mengenai penelitian tentang data logger:

1. H. Susanto mempublikasikan penelitiannya tentang Perancangan Sistem TelemetriWireless Untuk Mengukur Suhu Dan Kelembaban Berbasis Arduino Uno R3 Atmega328p DanXbee Pro, tentang pengukuran suhu dan kelembaban dengan menggunakan sensor DHT11. Hasilpenelitian alat ukur dapat bekerja dengan baik dengan pengujian outdoor tanpa halangan jarakmaksimal 550 m, waktu penerimaan data tercepat 10.13 detik dan outdoor dengan halangan jarakmaksimal 300 m.

2. A. Yurianto dalam tugas akhirnya tentang Perancangan Sistem Otomasi dan DataLogger Terintegrasi untuk BTS pada Remote Area. Dalam penelitiannya untuk mendapatkandata data tentang penghematan energi dalam BTS sehingga data data hasil dari logger dapatditeliti dan dianalisa.

3. Rudi H. dalam penelitiannya dengan judul Perancangan Sistem Data LoggerTemperatur Baterai Berbasis Arduino Duemilanove. Hasil penelitiannya data logger yangdirancang berguna menyimpan data suhu dan dapat difungsikan untuk menyimpan data suhubaterai mobil listrik Sinosi, Kapasitas SD Card / memory dalam data logger ini dapat menyimpandata selama 738 hari yang menyimpan data perdetik melalui pembacaan data suhu 4 buah sensorLM 35, Mikrokontroler digunakan untuk pengendalian sistem kerja dari rangkaian data loggerini adalah Modul Arduino Duemilanove.

2.2 Mikrokontroler ATmega328PMikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor dimana didalamnya sudah terdapat

CPU, Read Only Memory (ROM), Random Accsess Memory (RAM), Input-Output, timer,interrupt, Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasidengan baik dalam satu chip yang siap dipakai.

Page 12: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

12

Gambar 2.1 Struktur Pin ATmega328P

ATmega328P memberikan beberapa fitur diantaranya 8 Kb system programmable flash dengankemampuan read while write, 1 KB EEPROM, 2 KB SRAM, 8 Kb system programmable flashdengan kemampuan read while write, 23 general purpose I/O, 32 register serba guna, 3 buahtimer/counter, Interrupt internal maupun eksternal, serial untuk pemograman denganmenggunakan USART, peripheral interface (SPI), two wire interface (I2C), 6 port PWM (PulseWidth Modulation), 6 port 10 bit ADC dan Watchdog Timer dengan osilator internal.

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)LCD Display Module M1632 buatan Seiko Instrument Inc. yaitu terdiri dari dua bagian,

yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentukhuruf/angka, yang dapat menampung 16 huruf/angka disetiap baris. Bagian kedua merupakansistem pengontrol panel LCD, yang berfungsi mengatur tampilan informasi serta berfungsimengatur komunikasi M1632 dengan mikrokontroler yang memakai tampilan LCD. Dengandemikian pemakaian LCD modul M1632 menjadi lebih sederhana. Untuk gambar LCD moduldapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.2 LCD 16x2 Display

Agar LCD dapat berhubungan dengan mikrokontroler, M1632 sudah dilengkapi dengan8 jalur data (DB0..DB7) yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah pengaturkerjanya M1632. Selain itu dilengkapi pula dengan E, R/W dan RS seperti layaknya komponenyang kompatibel dengan mikroprosesor. Kombinasi sinyal E dan R/W merupakan sinyal

Page 13: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

13

standard pada komponen buatan Motorolla. Sebaliknya sinyal-sinyal dari mikrontrollermerupakan sinyal khas Intel dengan kombinasi sinyal WR dan RD.

RS singkatan dari Register Select, yang dipakai untuk membedakan jenis data yangdikirim ke M1632, jika RS=0 data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja M1632,sebaliknya jika RS=1 data yang dikirim adalah kode ASCII yang ditampilkan. Demikian pulasaat pengambilan data, saat RS=0 data yang diambil dari M1632 merupakan data status yangmewakili aktivitas M1632, dan saat RS=1 maka data yang diambil merupakan kode ASCII daridata yang ditampilkan.

2.4 Arduino Uno R3Arduino Uno R3 adalah board sistem minimum berbasis mikrokontroler ATmega328P

jenis AVR. Arduino Uno R3 memiliki 14 digital input/output (6 diantaranya dapat digunakanuntuk PWM output), 6 analog input, 16 MHz osilator kristal, USB connection, power jack, ICSPheader dan tombol reset. Skema dari Arduino Uno R3 tampak dari atas dapat dilihat padaGambar 2.2 dengan karekteristik sebagai berikut:

1. Operating voltage 5 VDC.2. Rekomendasi input voltage 7-12 VDC3. Batas input voltage 6-20 VDC.4. Memiliki 14 buah input/output digital.5. Memiliki 6 buah input analog.6. DC Current setiap I/O Pin sebesar 40mA.7. DC Current untuk 3.3V Pin sebesar 50mA.8. Flash memory 32 KB.9. SRAM sebesar 2 KB.10 EEPROM sebesar 1 KB.11 Clock Speed 16 MHz.

Gambar 2.3 Arduino Uno R3

2.5 Sensor suhu LM35Merupakan komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu

menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor.LM35 memiliki keakuratan t inggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan

Page 14: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

14

sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritasyang t inggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus sertatidak memerlukan penyetelan lanjutan.Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalahsebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwaLM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuanmenghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaanyang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC.

Gambar 2.4 Sensor Suhu LM35

Gambar 2.4 menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangankerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau V denganjangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yangdapat digunakan antar 4 Volt sampai 20 Volt.

2.6 Sensor arus ACS712Pengukuran arus biasanya membutuhkan sebuah resistor shunt yaitu resistor yang

dihubungkan secara seri pada beban dan mengubah aliran arus menjadi tegangan. Tegangantersebut biasanya diumpankan ke current transformer terlebih dahulu sebelum masuk kerangkaian pengkondisi signal. Teknologi Hall effect yang diterapkan oleh Allegro menggantikanfungsi resistor shunt dan current transformer menjadi sebuah sensor dengan ukuran yang relatifjauh lebih kecil. Aliran arus listrik yang mengakibatkan medan magnet yang menginduksi bagiandynamic offset cancellation dari ACS712. bagian ini akan dikuatkan oleh amplifier dan melaluifilter sebelum dikeluarkan melalui kaki 6 dan 7, modul tersebut membantu penggunaan untukmempermudah instalasi arus ini ke dalam sistem.

ACS712 adalah Hall Effect current sensor. Hall effect allegro ACS712 merupakansensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus didalam duniaindustri, otomotif, komersil dan sistem-sistem komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor inibiasanya digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode powersupplies dan proteksi beban berlebih. Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yangtinggi, karena didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yangterbuat dari tembaga. cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabeltembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap olehintegrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaansensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar

Page 15: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

15

yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Persisnya, teganganproporsional yang rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telahdibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik.

Gambar 2.5 Sensor arus ACS 712

2.7 Real time clock (RTC DS 1307)Modul Real time clock DS1307 merupakan serial modul waktu yang menyediakan

informasi detik, menit, jam, hari ,bulan, dan tahun. Akhir dari bulan otomatis disesuaikan untukbulan yang kurang dari 31 hari, termasuk pembenaran untuk lompatan tahun saat diset ulang.Jam dapat beroperasi dengan format 24 jam maupun 12 jam am/pm. DS1307 juga memilikirangkaian deteksi tegangan drop dan secara otomatis akan berganti ke baterai cadangan. Fungsimodul waktu nyata adalah untuk menghasilkan pulsa secara otomatis. Salah satu Chip modulwaktu nyata adalah DS1307. Keistimewaan IC ini adalah mampu menghitung detik, menit, danjam terus menerus; menghitung hari dalam satu minggu; menghitung tanggal, bulan, dan tahun;(d) menghitung seratus tahun kalender.

Operasional pembacaan dan penulisan RAM internal modul waktu ini sama sepertiproses baca/tulis pada komponen jenis RAM. Modul waktu ini mempunyai RAM internalsebesar 56 byte yang berisi data-data mengenai waktu yang sedang berjalan seperti : detik, menit,jam, hari, tanggal, bulan, tahun, serta beberapa register. Secara otomatis modul waktu nyata akanmengganti data RAM internal sesuai dengan penghitungnya. Jika diinginkan mengambil datawaktu, maka dibaca pada RAM internal sesuai dengan alamat yang dimaksud.

Gambar 2.6 RTC DS 1307

Page 16: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

16

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Prosedur PenelitianDalam penelitian ini metodelogi yang digunakan disusun secara terstruktur dan

berurutan dari beberapa proses tahapan penelitian yang dilakukan. Pada bagian bagian prosedurmetode penelitian akan diuraikan prosedur serta cara untuk menyelesaikan penelitian dataloggert ini dan dibagi menjadi beberapa bagian seperti diperlihatkan pada alur penelitian gambar3.1. Tahapan penelitian dimulai dari studi literatur, pradisain data logger, analisa disain, disainmodel, pembuatan model, pengujian modeL, pengukuran dengan sesnsor, dan analisis akhirpenelitian.

Gambar 3.1 Alur Penelitian Data logger

START1. STUDI LITERATUR

2. PRA DISAIN

3. ANALISA DISAIN

4. DISAIN MODEL

5. PEMBUATAN MODEL

6. PENGUJIAN MODEL

7. PENGUKURAN

2. ANALISIS

STOP

Page 17: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

17

Dalam penelitian pembuatan data logger ini, yang terpenting adalah membuat pradisain denganmemperhatikan akurasi dari hasil penelitian. Pertimbangan adalah peralatan mikrokontroler dansensor-sensor yang digunakan mempunyai kualitas dan kesalahan yang sangat kecil dandirekomendasikan oleh pabrik pembuatannya.Proses pembuatan data logger ini dimulai dari pradisain, pembuatan model, simulasimenggunakan program simulasi Proteus profesional. Langkah selanjutnya adalah menganalisishasil simulasi dan mengimplementasikannya dalam prototipe data loger.Langkah akhir adalah dengan mengujikan alat data logger dengan mengukur suhu, arus dantegangan dan membandingkan hasilnya dengan peralatan ukur yang berada di laboratoriumpengukuran listrik di jurusan Teknik Elektro, fakultas Teknik, Universitas Udayana.

3.2 Disain PenelitianModel pembuatan data loger berbasis mikrokontroler Arduino Uno R3 dengan

menggunakan real time clock, sensor suhu, sensor arus dan sensor tegangan seperti ditunjukkanpada gambar 3.2, gambar 3.3, gambar 3.4dan gambar 3.5. Sedangkan untuk sofwaremenggunakan software Arduino 1.0.6 untuk pemrograman mikrokontroler.

Gambar 3.2 Arduino Uno dengan LCD dan RTC

Page 18: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

18

Gambar 3.3 Arduino Uno sensor arus

Gambar 3.4 Arduino Uno sensor tegangan

Gambar 3.5 Arduino Uno sensor suhu

Page 19: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

19

3.3 Data PengukuranData logger yang dibuat dalam penelitian ini dilakukan uji coba untuk mengambil data-

data Tanggal, Jam, suhu, Tegangan berbeban, Arus berbeban, Arus hubung singkat dan teganganrangkaian terbuka. Rencana tabel yang dihasilkan atau tercatat dalam memory dapat langsung dodownload dan di buka menggunakan program aplikasi lainnya. Tabel data pengukuran tersebutditunjukan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Tabel Rencana pengukuran dengan data logger

Tangal Jam Suhu Vload ILoad Isc Voc

3.4 Tempat Penelitian

Dalam penelitian ini disain dan pembuatan prototipe data logger dilakukan di laboratoriumWorkshop dan Pengukuran Listruk, Teknik Elektro, Universitas Udayana, Sedangkan untuksimulasi dan pembuatan sofware dilakukan di Laboratorium Komputer. Pengujian dilakukan dilab Elektronika daya, dimana pada lab ini terdapat peralatan Advance Solar energy.

Page 20: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

20

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Sistem data logger yang di desain dalam penelitian ini menggunakan mikrokontrollerArduino UNO R3, dengan sensor suhu, tegangan dan sensor arus arus. Arduino Uno R3mempunyai spesifikasi Arduino Uno R3 ini memilki 14 pin digital input/output, 6 analog input,sebuah resonator keramik 16MHz, koneksi USB, colokan power input, ICSP header, dan sebuahtombol reset. Desain dari dataloger seperti ditunjukkan pada gambar 4.1.

Gambar 4.1 Hardware Blok Diagram Data logger

4.1 Pengujian modul

Pada penelitian Data Logging Suhu, Arus Dan Tegangan Berbasis MikrokontrolerArduino Uno R3 ini akan diuji modul-modul dari sistem data logger untuk mengetahui kinerjadari masing masing komponen, sehingga didapatkan hasil yang sesuai dengan desain rancanganyang telah dibuat. Pada gambar 4.2 ditunjukan sistem secara keseluruhan dari Data LoggingSuhu, Arus Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3.

Gambar 4.2 Data Logging Suhu, Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3

Page 21: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

21

Dalam pembuatan datalogger ini modul arduino dibeli dipasaran, Arduino Uno R3 denganATmega328P memunyai 14 digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan untuk PWMoutputs), 6 analog inputs, 16 MHz crystal oscillator, USB connection, power jack, ICSP header,dan reset button, Pengujian rangkaian modul arduino ini dilakukan dengan cara memasukkanprogram kedalam mikrokontroler melalui personal computer, pengujian dilakukan untukmengetahui apakah modul arduino dapat bekerja dengan mengukur tegangan pada pin pinarduino yang dapat berfungsi sebagai input output yang berjumlah 13 pin digital

Gambar 4.3 Arduino Uno R3

Tabel 4.1 Pengujian tegangan input-output

PINlogika "0" Logika "1"input (V) output (V)

PIN 1 0.01 4.93PIN 2 0.01 4.96PIN 3 0.01 4.95PIN 4 0.01 4.95PIN 5 0.01 4.96PIN 6 0.01 4.94PIN 7 0.01 4.95PIN 8 0.01 4.94PIN 9 0.01 4.94

PIN 10 0.01 4.96

Page 22: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

22

PIN 11 0.01 4.96PIN 12 0.01 4.95PIN 13 0.01 4.96

Dari data tabel 4.1 diatas dapat dilihat bahwa Modul arduino uno R3 ini bekerja dengan baikpada masing-masing bagian (PIN in-out) yang diperlukan, dengan demikian rangkaian ini dapatdihubungkan pada rangkaian lainnya untuk mendapatkan kerja sistem yang sesuai denganrancangan.

4.2 Pengujian LCD (liquid crystal display)

Pengujian pada LCD berfungsi untuk melihat proses dalam pengujian waktu, sensorsuhu, sensor arus dan tegangan. . Untuk mengetahui kinerja dari LCD tersebut maka dilakukanpengujian dilakukan dengan menghubungkan LCD RS pin ke digital pin 12, LCD enable pin kedigital pin 11, LCD D4 pin ke digital pin 5, LCD D5 pin ke digital pin 4, LCD D6 pin ke digitalpin 3 dan LCD D7 pin ke digital pin2. Selain itu, hubungkan potensio 10k antara + 5V dan GNDuntuk intermiten (keluaran) ke lcd layar pin vo (pin3 ). Resistor 220 ohm digunakan untuktampilan lampu latar belakang, biasanya dihubungkan ke pin 15 dan pin 16 dari lcd. LCDdisplay 16x2 ini digunakan untuk menampilkan data yang berupa waktu, derajat suhu, arus dantegangan. Pada gambar 4.4, ditunjukkan rangkaian antara modul arduino yang dikoneksikandengan LCD.

Gambar 4.4 Rangkaian Arduino Uno R3 dengan LCD

Page 23: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

23

Gambar 4.5 Skematik rangkaian arduino Uno dengan LCD

Untuk menguji digunakan LCD library yang terdapat pada software arduino 1.0.6 programtersebut lalu di load ke modul yang sudah terkoneksi dengan LCD, Pada gambar 4.6 ditunjukkanlibrary LCD yang merupakan contoh tampilan LCD yang terdapat pada software arduino 1.0.6.

Gambar 4.6 Library LCD pada software arduino 1.0.6

Page 24: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

24

4.3 Pengujian Module SD Card

Pada pengujian ini penyesuaian besarnya tegangan dari modul SD Card antara tegangan 5 Voltdengan tegangan 3,3 Volt. Pada mikrokontroler menggunakan level tegangan digital 5 Voltsedangkan pada modul MMC/SD card menggunakan level tegangan 3.3 Volt. Perbedaan leveltegangan tersebut menyebabkan dibutuhkannya rangkaian perantara (antarmuka). Padapembuatan datalogger ini modul sd card di beli di pasaran, modul SD Card terdapat 6 pin dariMMC/SD card yang dihubungkan dengan modul arduino yaitu (CS), (Data in /MOSI), (GND),(VCC), (CLK) dan pin 7 (Data Out / MISO). dihubungkan langsung ke pin 11.12.13 modularduino untuk pin CS bebas peletakan pin nya, dengan menggunakan mode SPI, atau serialperipheral interface. Pada gambar 4.7 ditunjukkan rangkaian pemasangan Arduino Uno denganmodule SDCard.

Gambar 4.7 Rangkaian Arduino Uno dengan SD Card

Untuk menguji apakah modul sudah tepat dalam penempatan pin-pin nya maka dilakukantransfer program ke modul arduino dengan menggunakan arduino sd card test library yang sudahada di software arduino 1.0.6 dan diload ke modul lalu dibuka serial monitor melalui COM 16,komunikasi serial akan akan menunjukkan hasil pengujian modul Micro SD sudah terkoneksidengan benar berikut ini merupakan Library sd card test pada software arduino 1.0.6 . Padagambar 4.7 ditunjukkan pengujian SD Card dengan menggunakan library SD Card tes yangsudah tersedia di software arduino 1.0.6. Dalam pengujian ini selain pengujian SD Card test, jugadilakaukan beberapa pengujian seperti read and write, pengujian datalogger, pengujian files,pengujian Card info dll sesuai dengan library yang terdapat pada software arduino 1.0.6.

Page 25: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

25

Gambar 4.7 Pengujian SD Card dengan arduino 1.0.6

Page 26: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

26

4.4 Pengujian Real time clock (RTC DS 1307)

Data logger yang dibuat dalam penelitian ini mengharuskan pengambilan data yang real-time, jadi waktu pengambilan data harus sesuai dengan waktu sekarang dan berlangsung secaraberulang-ulan. Pengujian rangkaian dengan RTC ini, tangkaiannya ditunjukan pada gambar 4.8,sengangkan pengujian dengan menggunakan software arduino 1.0.6 ditunjukan pada gambar 4.9.

Gambar 4.8 Rangkaian arduino Uno dengan RTC

Gambar 4.9 Pengujian RTC dengan arduino 1.0.6

Page 27: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

27

4.5 Pengujian Sensor arus ACS712

Sensor arus yang digunakan merupakan modul ACS712 untuk mendeteksi besar arusyang mengalir lewat blok terminal. Sensor ini dapat mengukur arus positif dan negatif dengankisaran -5A sampai 5A. Sensor ini memelukan suplai daya sebesar 5V. Untuk membaca nilaitengah (nol Ampere) tegangan sensor diset pada 2.5V yaitu [6] setengah kali tegangan sumberdaya VCC = 5V. Pada polaritas negatif pembacaan arus -5A terjadi pada tegangan 0,5V. Tingkatperubahan tegangan berkorelasi linear terhadap besar arus sebesar 400 mV/Ampere. Padagambar 4.10 ditunjukan rangkaian arduino unu dengan sensor arus ACS712 sedangkan gambar4.11 menunjukan pengujian dengan menggunakan software arduino 1.0 6.

Gambar 4.10 Rangkaian arduino uni dengan sensor arus ACS712

Gambar 4.11 Pengujian sensor arus ACS712 dengan arduino 1.0.6

Page 28: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

28

4.6 Pengujian Data Logger Suhu, Arus Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler ArduinoUno R3

Pengujian secara keseluruhan untuk Data Logger Suhu, Arus Dan Tegangan BerbasisMikrokontroler Arduino Uno R3 dengan menggunakan software arduino 1.0.6 dan pengujiandengan pengukuran langsung dengan hardware.

Pengujian dengan software arduino 1.0.6 ditunjukan pada listing program seperti pada dibawah ini, pada pengujian ini dilakukan dengan mengubah ubah waktu pengambilan data danmenyesuaikan atau melihat hasil perubahan pada pencatatan data ke SD Card serta perubahaanpergerakan dari relay-relay yang digunakan dalam sistem ini.

Listing program dataloger

#include <LiquidCrystal.h>#include <EEPROM.h>#include <SD.h>#include <Wire.h>#include "RTClib.h"//========CONFIGURASI RTC=====================RTC_DS1307 rtc;int time_sec;int time_min;int time_hour;int date_day;int date_month;int date_year;//========CONFIGURASI LCD=====================LiquidCrystal lcd(9, 10, 7, 6, 5, 3);//========CONFIGURASI TOMBOL==================const int buttonPin1 = 8;const int buttonPin2 = A0;const int buttonPin3 = 2;int tombol1 ;int tombol2 ;int tombol3 ;//========CONFIGURASI RELAY====================int relay1 = 0;int relay2 = 1;//========CONFIGURASI SENSOR ARUS===============int analogPin3 = A3;int mVperAmp = 185;int sens_arus= 0;int ACSoffset = 2500;double Voltage = 0;double Amps = 0;

Page 29: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

29

//========CONFIGURASI SENSOR TEGANGAN===========int analogPin1 = A2;float sens_tegangan = 0;//========CONFIGURASI SENSOR ARUS===============int analogPin2 = A1;float sens_suhu=0;float sens_suhu_volt;float celcius;//========CONFIGURASI EEPROM====================int address_min = 1;int address_hour = 2;int address_day = 3;int address_month = 4;int address_year = 5;int address_timelog=6;//========CONFIGURASI SAVE DATA=================int jumlah_data;int time_log;int delay_save;//==========FUNCTION SETUP=======================void setup(){// Serial.begin(9600);

//==========SETUP RTC==============rtc.begin();Wire.begin();time_log = EEPROM.read(address_timelog);time_sec=0;time_min=EEPROM.read(address_min);time_hour=EEPROM.read(address_hour);date_day=EEPROM.read(address_day);date_month=EEPROM.read(address_month);date_year=EEPROM.read(address_year);date_year=date_year+2000;

//==========SETUP TOMBOL==============pinMode (buttonPin1, INPUT);pinMode (buttonPin2, INPUT);pinMode (buttonPin3, INPUT);

//==========SETUP RELAY==============pinMode(relay1, OUTPUT);pinMode(relay2, OUTPUT);digitalWrite(relay1, LOW);digitalWrite(relay2, LOW);

//==========SETUP LCD==============lcd.begin(16,2);

//==========SETUP SD CARD==============pinMode(4, OUTPUT);

Page 30: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

30

}//==========FUNCTION LOOP=======================void loop(){

//==========LABEL AWAL===============awal:

lcd.clear();while(1){

tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" DATA LOGGER");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("SET-TIME SKIP");if(tombol1==LOW){

delay(300);goto main;

}if(tombol3==HIGH){

delay(300);menu();

}}

//==========LABEL MAIN TO SET DATE===============main:

lcd.clear();lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" DATA LOGGER");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("SET TIME & DATE");delay(1000);lcd.clear();

while(1){tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" SET DAY");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("DAY = ");lcd.setCursor(7, 1);lcd.print(date_day);if(tombol1==LOW){

delay(200);lcd.clear();date_day=date_day+1;

Page 31: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

31

}if(tombol2==LOW){

delay(200);lcd.clear();date_day=date_day-1;

}if(tombol3==LOW){

delay(300);lcd.clear();lcd.setCursor(0, 0);lcd.print("SAVING");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print(" DAY");delay(500);EEPROM.write(address_day, date_day);delay(500);goto set_month;

}if (date_day < 1){

date_day=31;}

if (date_day > 31){date_day=1;

}}

//==========LABEL SET MONTH===============set_month:

lcd.clear();while(1){

tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" SET MONTH");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("MONTH = ");lcd.setCursor(9, 1);lcd.print(date_month);if(tombol1==LOW){

delay(200);lcd.clear();date_month=date_month+1;

}if(tombol2==LOW){

delay(200);lcd.clear();

Page 32: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

32

date_month=date_month-1;}if(tombol3==LOW){

delay(300);lcd.clear();lcd.setCursor(0, 0);lcd.print("SAVING");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print(" MONTH");delay(500);EEPROM.write(address_month, date_month);delay(500);goto set_year;

}if (date_month < 1){date_month=12;}if (date_month > 12){date_month=1;}

}//==========LABEL SET YEAR===============

set_year:lcd.clear();

while(1){tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" SET YEAR");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("YEAR = ");lcd.setCursor(8, 1);lcd.print(date_year);if(tombol1==LOW){

delay(200);lcd.clear();date_year=date_year+1;

}if(tombol2==LOW){

delay(200);lcd.clear();date_year=date_year-1;

}if(tombol3==LOW){

delay(300);

Page 33: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

33

lcd.clear();lcd.setCursor(0, 0);lcd.print("SAVING");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print(" YEAR");delay(500);date_year=date_year-2000;EEPROM.write(address_year, date_year);delay(500);date_year=date_year+2000;goto set_hour;

}if (date_year < 2010){

date_year=2020;}if (date_year > 2020){

date_year=2010;}

}//==========LABEL SET HOUR===============

set_hour:lcd.clear();

while(1){tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" SET HOUR");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("HOUR = ");lcd.setCursor(8, 1);lcd.print(time_hour);if(tombol1==LOW){

delay(200);lcd.clear();time_hour=time_hour+1;

}if(tombol2==LOW){

delay(200);lcd.clear();time_hour=time_hour-1;

}if(tombol3==LOW){

delay(300);lcd.clear();lcd.setCursor(0, 0);

Page 34: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

34

lcd.print("SAVING");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print(" HOUR");delay(500);EEPROM.write(address_hour, time_hour);delay(500);goto set_min;

}if (time_hour < 0){

time_hour=23;}if (time_hour > 23){

time_hour=0;}

}//==========LABEL SET MINUTE===============

set_min:lcd.clear();

while(1){tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" SET MINUTE");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("MINUTE = ");lcd.setCursor(10, 1);lcd.print(time_min);if(tombol1==LOW){

delay(200);lcd.clear();time_min=time_min+1;

}if(tombol2==LOW){

delay(200);lcd.clear();time_min=time_min-1;

}if(tombol3==LOW){

delay(300);lcd.clear();lcd.setCursor(0, 0);lcd.print("SAVING");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print(" MINUTE");delay(500);

Page 35: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

35

EEPROM.write(address_min, time_min);delay(500);goto reset_time;

}if (time_min < 0){

time_min=60;}if (time_min > 60){

time_min=0;}

}//==========LABEL RESET TIME===============

reset_time:time_min=EEPROM.read(address_min);time_hour=EEPROM.read(address_hour);date_day=EEPROM.read(address_day);date_month=EEPROM.read(address_month);date_year=EEPROM.read(address_year);rtc.adjust(DateTime(date_year,date_month,date_day,time_hour,time_min,time_sec));menu();

}//==========FUNCTION MENU===============

void menu(){lcd.clear();

while(1){tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(" DATA LOGGER");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("SETTING GO!");if(tombol1==LOW){

delay(300);loop();

}if(tombol3==HIGH){

delay(300);go();

}}

}//==========FUNCTION GO===============

void go() {if (SD.begin(4)) {

Page 36: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

36

time_log = EEPROM.read(address_timelog);delay_save=time_log*60;File dataFile = SD.open("datalog1.csv", FILE_WRITE);

if (dataFile) {dataFile.print("TGL");dataFile.print(",");dataFile.print("JAM");dataFile.print(",");dataFile.print("SUHU");dataFile.print(",");dataFile.print("Vload");dataFile.print(",");dataFile.print("Iload");dataFile.print(",");dataFile.print("Isc");dataFile.print(",");dataFile.println("Voc");delay(2000);dataFile.close();}

while(1){tombol1 = digitalRead(buttonPin1);tombol2 = digitalRead(buttonPin2);tombol3 = digitalRead(buttonPin3);lcd.clear();sens_tegangan = analogRead(analogPin1);sens_suhu = analogRead(analogPin2);sens_arus = analogRead(analogPin3);

sens_tegangan=sens_tegangan/39.9;sens_suhu_volt=sens_suhu/1023*5000;celcius=sens_suhu_volt/10;Voltage = (sens_arus / 1023.0) * 5000; // Gets you mVAmps = ((Voltage - ACSoffset) / mVperAmp);

DateTime now = rtc.now();date_day= now.day();date_month= now.month();date_year= now.year();time_hour= now.hour();time_min= now.minute();time_sec= now.second();delay_save=0;if(time_hour>23){

time_hour=0;}

lcd.setCursor(0, 0);lcd.print(time_hour);

Page 37: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

37

lcd.setCursor(2, 0);lcd.print(":");lcd.setCursor(3, 0);lcd.print(time_min);lcd.setCursor(5, 0);lcd.print(":");lcd.setCursor(6, 0);lcd.print(time_sec);

EEPROM.write(address_day, date_day);EEPROM.write(address_month, date_month);EEPROM.write(address_year, date_year);EEPROM.write(address_hour, time_hour);EEPROM.write(address_min, time_min);

lcd.setCursor(9, 0);lcd.print(sens_tegangan);lcd.print("V");lcd.setCursor(0, 1);lcd.print(celcius);lcd.print("C");lcd.setCursor(8, 1);lcd.print(Amps);lcd.print("A");lcd.setCursor(14, 1);lcd.print(jumlah_data);

delay(1000);if (tombol1==0){delay(200);time_min=0;time_sec=0;}

if(time_min==0 & time_sec==0 | time_min==10 & time_sec==0 | time_min==20 &time_sec==0 | time_min==30 & time_sec==0 | time_min==40 & time_sec==0 | time_min==50& time_sec==0)

{jumlah_data=jumlah_data+1;lcd.setCursor(14, 1);lcd.print(jumlah_data);

//==========SAVE DATA DC VOLTAGE AND DC CURRENT WITHLOAD============== Vload & Iload

digitalWrite(relay1, LOW);digitalWrite(relay2, HIGH);

File dataFile = SD.open("datalog1.csv", FILE_WRITE);for(int x=0 ; x<5 ; x++){sens_tegangan = analogRead(analogPin1);sens_suhu = analogRead(analogPin2);sens_arus = analogRead(analogPin3);

Page 38: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

38

sens_tegangan=sens_tegangan/39.9;sens_suhu_volt=sens_suhu/1023*5000;celcius=sens_suhu_volt/10;Voltage = (sens_arus / 1023.0) * 5000;Amps = ((Voltage - ACSoffset) / mVperAmp);

lcd.clear();lcd.setCursor(8, 1);lcd.print(Amps);lcd.print("A");lcd.setCursor(9, 0);lcd.print(sens_tegangan);lcd.print("V");delay(200); // set delay rele 1 voltage & current LOADSerial.println(x);

}if (dataFile) {

Serial.print("save");dataFile.print(now.day(),DEC);dataFile.print("/");dataFile.print(now.month(),DEC);dataFile.print("/");dataFile.print(now.year(),DEC);dataFile.print(",");dataFile.print(now.hour(),DEC);dataFile.print(":");dataFile.print(now.minute(),DEC);dataFile.print(",");dataFile.print(celcius);dataFile.print(",");dataFile.print(sens_tegangan);dataFile.print(",");dataFile.print(Amps);dataFile.print(",");delay(1000);digitalWrite(relay1, LOW);digitalWrite(relay2, LOW);delay(400);

//==========SAVE DATA DC CURRENT WHEN SHORTCIRCUIT============== only Isc

digitalWrite(relay1, HIGH);digitalWrite(relay2, LOW);

for(int x=0 ; x<4 ; x++){sens_arus = analogRead(analogPin3);Voltage = (sens_arus / 1023.0) * 5000; // Gets you mVAmps = ((Voltage - ACSoffset) / mVperAmp);

lcd.clear();

Page 39: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

39

lcd.setCursor(8, 1);lcd.print(Amps);lcd.print("A");delay(200); // set delay rele 2 arus SORT CIRCUIT only Current

}dataFile.print(Amps);dataFile.print(",");delay(200);

//==========SAVE DATA DC VOLTAGE WHEN SHORTCIRCUIT==============

digitalWrite(relay1, LOW);digitalWrite(relay2, LOW);

for(int x=0 ; x<5 ; x++){sens_tegangan = analogRead(analogPin1);sens_tegangan=sens_tegangan/39.9;lcd.setCursor(9, 0);lcd.print(sens_tegangan);lcd.print("V");delay(200);}

dataFile.println(sens_tegangan);delay(1000);dataFile.close();

}}

}}

}

Dalam listing program tersebut tersdapat seting waktu yang mana seting waktu yangdigunakan untuk pengukuran ini adalah setiap 10 menit. Untuk hasil pengujian dari data loggerdilakukan pada pengukuran tegangan pada panel surya. Hasil pengukuran yang didapat adalahpengukuran tanggal, jam, suhu permukaan panel surya, tegangan tanpa beban, Arus tanpa beban,arus hubung singkat dan tegangan hubungan terbuka. Hasil pengukuran ini ditunjukkan padatabel 4.2. Dalam pengujian ini hanya dicari harga maksimum dan minimum, sehingga untuk nilaiarus bbereban (Iload) adalah nol. Grafik perubahan suhu, Arus hubung singkat dan Teganganrangkaian terbuka ditunjukkan pada gambar 4.12, 4.13 dan 4.14.

Tabel 4.2 Pengukuran pada panel surya untuk suhu arus dan tegangan

Tangal Jam Suhu Vload ILoad Isc Voc17/8/201517/8/201517/8/201517/8/2015

7:307:407:508:00

50.7856.1560.0664.94

19.6719.6

19.6519.7

00.03

0-0.03

0.630.610.610.84

19.6719.6

19.6519.7

Page 40: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

40

17/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/2015

8:108:208:308:408:509:009:109:209:309:409:50

10:0010:1010:2010:3010:4010:5011:0011:1011:2011:4011:5012:0012:2012:3012:4012:5013:0013:1013:2013:3013:4013:5014:0014:1014:2014:3014:4014:5015:0015:1015:2015:30

67.8765.9265.4361.0456.6460.0667.38

62.565.9267.8755.1853.2252.7353.2253.7154.6951.7653.7153.7152.73

54.254.2

54.6953.2253.7153.7153.7153.2253.2252.2552.73

54.252.7353.7152.2553.7155.6652.7354.6957.1359.5760.0660.06

19.7219.7219.3719.4719.45

19.719.4219.9519.0520.4519.62

19.519.47

19.419.62

19.619

19.4219.3

19.3519.35

19.319.3

19.3519.3519.2719.3719.35

19.419.47

19.519.4719.4719.4719.4219.5219.5719.5219.5719.6519.6719.6519.67

-0.030

-0.080

-0.080

-0.03-0.080.05

-0.030

0.030.03

-0.05-0.03-0.030.030.050.03

-0.050.03

00.05

-0.050.03

-0.050.03

-0.03-0.08-0.080.03

-0.030

-0.03000

0.03-0.080.030.08

-0.05-0.08

0.920.980.480.370.450.610.631.240.632.012.03

2.32.482.43

2.42.482.162.612.562.592.672.722.722.692.722.692.692.742.692.562.532.532.482.43

2.32.272.222.091.981.98

1.91.791.69

19.7219.719.519.5

19.4219.67

19.619.9519.0520.4319.62

19.519.519.4

19.6219.6

19.4519.42

19.319.3519.3519.32

19.319.3519.35

19.319.4

19.3219.4

19.4719.5

19.4719.4719.4719.4219.5219.5719.52

19.619.6519.6719.6519.67

Page 41: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

41

17/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/201517/8/2015

15:4015:5016:0016:1016:2016:3016:4016:5017:0017:1017:2017:3017:4017:5018:0018:1018:2018:3018:40

62.0163.4864.9465.4366.4166.8964.9462.9961.5258.1154.6950.2944.9246.3946.8826.3723.9322.9522.95

19.719.62

19.619.65

19.619.62

19.619.4719.3219.1518.8518.5517.8716.5214.34

11.16.821.150.08

-0.03-0.050.030.03

00.05

-0.030.03

-0.080.030.11

00.03

00

0.03-0.050.16

-0.08

1.581.431.351.241.060.980.790.690.530.450.260.290.160.08

-0.050

0.030.05

0

19.719.62

19.619.67

19.619.62

19.619.4719.3219.1518.8718.5517.8716.5214.3411.08

6.791.130.08

Gambar 4.12 Pengujian pengukuran suhu

0

20

40

60

80

7:30

7:50

8:10

8:30

8:50

9:10

9:30

9:50

10:1

010

:30

10:5

011

:10

11:4

012

:00

12:3

012

:50

13:1

013

:30

13:5

014

:10

14:3

014

:50

15:1

015

:30

15:5

016

:10

16:3

016

:50

17:1

017

:30

17:5

018

:10

18:3

0

Suhu (oC)

Page 42: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

42

Gambar 4.13 Pengujian pengukuran Arus Hubung Singkat

Gambar 4.14 Pengujian pengukuran Tegangan Rangkaian Terbuka

Dari hasil pengukuran tersebut terlihat bahwa hasil pengukuran dapat dilakukan secara realtimedengan seting waktu pengambilan data setiap 10 menit.Perekaman data yang dilakukan selama satu hari untuk durasi perekaman setiap 10 menit (66 kalidalam sehari, lihat hasil rekam pada tabel 4.2) membutuhkan kapasitas penyimpan data rata-rata3 KB, hasil rekam data tersebut ditunjukan pada gambar 4.15.Dengan menggunakan SD carddengan kapasitas 1 GB memiliki nilai kapasitas yang bisa digunakan adalah 1024 MB, Secarakeseluruhan lama perhitungan waktu penyimpanan adalah:

Gambar 4.15 Besar hasil rekam data logger

-0.50

0.51

1.52

2.53

7:30

7:50

8:10

8:30

8:50

9:10

9:30

9:50

10:1

010

:30

10:5

011

:10

11:4

012

:00

12:3

012

:50

13:1

013

:30

13:5

014

:10

14:3

014

:50

15:1

015

:30

15:5

016

:10

16:3

016

:50

17:1

017

:30

17:5

018

:10

18:3

0

Arus(A)

0

5

10

15

20

25

7:30

7:50

8:10

8:30

8:50

9:10

9:30

9:50

10:1

010

:30

10:5

011

:10

11:4

012

:00

12:3

012

:50

13:1

013

:30

13:5

014

:10

14:3

014

:50

15:1

015

:30

15:5

016

:10

16:3

016

:50

17:1

017

:30

17:5

018

:10

18:3

0

Tegangan (Volt)

Page 43: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

43

1024MB/3KB= 341000 hari = 935 tahun

Jadi lama waktu SD card dengan kapasitas 1 GB ketika file penuh adalah 935 Tahun,artinya sangat panjang sekali, sehingga walaupun dibuat real time terus menerus sudah sangatkecil kapasitas file yang terekam.

Page 44: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

44

BAB V SIMPULAN

5.1 Simpulan

Dari hasil penelitian Data Logger Suhu, Arus dan Tegangan Berbasis MikrokontrolerArduino Uno R3 dapat disimpullkan sebagai berikut:

1. Data Logger Suhu, Arus Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3 dapatmengukur dan menyimpan data suhu, arus dan tegangan.

2. Penggunaan penyimpanan SD Card sangat kecil, sehingga tidak dibutuhkan kapasaitas yangbesar, cukup dengan kapasitas 1GB

3. Mikrokontroller Arduino Uno R3 sangat cocok untuk diaplikasikan dalam penggunaan dataloger dengan kapasitas 14 digital input/output.

5.2 Saran

Seting waktu pengambilan data perlu dibuatkan aplikasi menu input waktu pengambilandata, sehingga durasi waktu pengambilan data bisa dilakukan dari menu seting tersebut.

Page 45: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

45

DAFTAR PUSTAKA

Adrianto, H. 2008. Pemrograman AVR ATmega16 Menggunakan Bahasa C (CodeVision AVR).Bandung : Informatika.

Anonim [a]. 2011. I2C Tutorial. http://www.robot-electronics.co.uk/acatalog/ I2C_Tutorial.html. Diakses tanggal 17 Mei 2015.

Anonim [b]. 2011. Mikrokontroler ATmega 8. http://aachen.ccc.de/chaosschule-sommer-2011/ .Diakses tanggal 11 Juli 2015.

Anonim [c]. 2014. 16x2 White on Blue Character LCD with Backlighthttp://www.gravitech.us/16chbllcdwib.html . Diakses tanggal 11 Juli 2015.

Anonim [d]. 2014. I2C (Inter-Integrated Circuit) http://en.wikipedia.org/wiki/ I%C2%B2C .Diakses tanggal 20 Maret 2015.

Arduino, 2011. Datasheet Arduino NG. http://arduino.cc/en/main/boards . Diakses tanggal 17Agustus 2015.

Atmel. 2011. ATmega8/L datasheet. http://www.atmel.com/images/atmel-2486-8-bit-avr-microcontroller-atmega8_l_datasheet.pdf. Diakses tanggal 15 Januari 2015.

Baaret S.F., 2013, Arduino Microcontroller Processing for Everyone! Third Edition, APublication in the Morgan & Claypool Publishers series.

Dinata,Y,M. 2014. Arduino Itu Mudah. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.

Prayogo.R. 2012. “Pengaturan PWM (Pulse Wide Modulation) Dengan PLC”. Malang:Universitas Brawijaya.

Withaman, Acta.,(2009). Rancang Bangun Rekam Data Kelembaban Relatif dan Suhu UdaraBerbasis Mikrokontroler. Institut Pertanian Bogor. Bogor

Page 46: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

46

LAMPIRAN 1. Instrumen

Pengujian data logger Pengujiah suhu permukaan panel surya

Perakitan data logger Posisi connector data logger

Page 47: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

47

LAMPIRAN 2. Personalia tenaga Peneliti

No. Nama/NIDNInstansi

AsalBidang

Ilmu

AlokasiWaktu

(jam/minggu)

UraianTugas

1Ir. I Nyoman Budiastra,MKes., MT. (0031126728)

FT UnudTeknik TenagaListrik 8

Mengatur Rencanadan pelaksanaanpenelitian

2 Ir. Cokorde Gede Indra Partha,M.Erg., MT ( 0025056513)

FT UnudTeknik TenagaListrik

6Disain perakitan danpemrograman

3Ir. I Wayan Arta Wijaya,M.Erg., MT (0013036609)

FT UnudTeknik TenagaListrik 6

Pengolahan data sertamenyusun laporan

Page 48: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

48

LAMPIRAN 3. Data Sheet

Page 49: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

49

Page 50: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

50

Page 51: LAPORAN AKHIR HIBAH PENELITIAN - UNUD

51