Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

download Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

of 15

  • date post

    06-Jul-2018
  • Category

    Documents

  • view

    527
  • download

    61

Embed Size (px)

Transcript of Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    1/15

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1. 1 Latar BelakangKemajuan teknologi saat ini sudah sangat pesat sekali. Integrasi antara perangkat

    keras dan lunak sudah sedemikian canggihnya tetapi dengan pemakaian yang semakin

    dipermudah (user friendly). Berbagai macam program pembuat Human Machine

    Interface (HMI) banyak dipasaran yang dapat digunakan dengan berbagai macam

     perangkat keras seperti P! dan "!#. Perangkat lunak ini memiliki fitur$fitur yang

    memudahkan kita dalam merancang tampilan yang menarik.

    Berbagai macam tampilan HMI digunakan untuk mengontrol proses atau

     peralatan yang ada di lapangan pada sebuah industri. %gar dapat mengontrol peralatan di

    lapangan tersebut oleh program HMI yang kita buat diperlukan perantara agar dapat

    saling terhubung antara program HMI dengan peralatan tersebut. Perantara tersebut

    adalah sebuah ser&er yang menyediakan sistem komunikasi antara HMI sebagai antar 

    muka dengan peralatan berbasis mikroprosesor yang ada di lapangan.

    Pada dunia pendidikan seperti di kampus atau masyarakat teknologi umumnya

    sudah sangat mengenal dan familiar dengan program$program seperti 'isual Basic

    'isual ! atau "elphi untuk membuat program$program tampilan dan antarmuka pada

    komputer. %kan tetapi di dunia industri program$program tersebut agak sulit digunakan

    oleh orang yang aam akan bahasa pemrograman. *leh karena itulah dikembangkan

     program$program pembuat tampilan antarmuka yang dapat lebih mudah dikembangkan

    oleh orang yang aam terhadap bahasa pemrograman. Pada penelitian ini penulis ingin

    lebih memperdalam pengetahuan akan program standar industri yang banyak digunakan

    untuk pembuatan HMI dan mengaplikasikannya pada proyek di laboratorium +eknik 

    ,lektro -njani. Perangkat keras yang digunakan dirancang dari sistem mikrokontroler 

    yang secara biaya lebih murah dibandingkan dengan mengaplikasikan sistem P! yang

     biasa digunakan di industri.

    #istem yang dibuat merupakan sistem pengendalian peralatan listrik rumah yang

    dikontrol oleh sebuah sistem mikrokontroler dan dihubungkan dengan sebuah komputer 

    untuk antarmukanya. %ntarmuka atau HMI dibuat oleh program 'isual Basic ./.

    1

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    2/15

    1.2  Rumusan Masalah

    Makalah ini penulis batasi adapun batasan rumusan masalahnya adalah 0

    1)  Bagaimana Membuat #istem Kendali 2umah Berbasis Mikrokontroler dengan HMI3

    4)  Bagaimana Merelealisasikan Human Machine Interface (HMI).3

    5)  Bagaimana Merelealisasikan #istem Komunikasi antara computer denganmicrokontroler3

    6)  Menerapkan #istem yang dirancang dalam sebuah prototype rumah dengan peralatan

    listrik yang digunakan adalah lampu3

    1.3 Tujuan Pemahasan

    %dapun tujuan dari pembuat makalah ini adalah 0

    1)  Membuat #istem Kendali 2umah Berbasis Mikrokontroler dengan HMI.

    4)  Merelealisasikan Human Machine Interface (HMI).5)  Merelealisasikan #istem Komunikasi antara computer dengan microkontroler.

    6)  Menerapkan #istem yang dirancang dalam sebuah prototype rumah dengan

     peralatan listrik yang digunakan adalah lampu.

    BAB II

    LANDA!AN TE"RI

    Peran#angan !$stem

    2.1 D$agram Bl%k 

    2

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    3/15

    "iagram blok dari keseluruhan rancangan alat ini adalah seperti ditunjukkan pada

    7ambar 4.1. "iagram blok terdiri dari 8 bagian utama yaitu0 Manusia sebagai pengguna

    Komputer Mikrokontroler %"! #ensor temperatur !" "ri&er 2elay dan Beban.

    7ambar 4.1 "iagram Blok #istem Kendali Berbasis Microkontroler.

    Manusia sebagai pengguna pada diagram blok ini digambarkan memiliki interaksi

    dua arah dengan komputer sebagai antar muka sistem keseluruhan. Komputer 

     berkomunikasi secara serial dengan mikrokontroler yang berfungsi sebagai kontroler 

    utama. Mikrokontroler memiliki 4 buah input yaitu dari komputer dan dari %"! yang

    mengkon&ersikan nilai temperatur dari sensor. Mikrokontroler memiliki 4 blok output

    yaitu !" sebagai tampilan nilai temperatur dan dri&er untuk menggerakan relay. 2elay

    digunakan untuk mengendalikan beban apakah nyala atau padam.

    2.2 Peran#angan Har&'are

    2.2.1 Peran#angan !ens%r Tem(eratur

    #ensor +emperatur yang digunakan adalah I! M59. "igunakan 4 buah sensor 

    untuk membaca masing$masing temperatur ruang dan temperatur luar rumah. *utput dari

    sensor tersebut masing$masing dihubungkan dengan pin no 58 dan 6/ dari

    mikrokontroler %+Mega:959 sebagai pin input %"! channel / dan 1. 7ambar rangkaian

    dari sensor ini ditunjukkan pada 7ambar 4.4.

    3

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    4/15

    )amar 2.2 Rangka$an !ens%r Tem(eratur

    %"! yang digunakan adalah fasilitas yang sudah terdapat pada mikrokontroler 

    %+mega:959. %"! yang dimiliki oleh %+mega:959 memiliki resolusi 1/$bit. #ebuah

    multiple;er : channel terhubung antara %"! dengan port %. -ntuk mengaktifkan dan

    mematikan %"! dapat dengan mudah dilakukan dengan perangkat lunak.

    "ua buah sensor terhubung dengan pin %"!/ dan %"!4. pin %'!!

    dihubungkan dengan rangkaian lo pass filter sebagai pin supply %"!. +egangan

    referensi yang digunakan adalah tegangan %'!! yang diatur melalui perangkat lunak.

    "ari datasheet I! M59 didapatkan karakteristik output dari sensor ini adalah

    linier dengan kenaikan 1/m'

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    5/15

    -ntuk mengaktifkan %"! pada B%#!*M %'2 cukup dengan 4 baris perintah

    configurasi seperti pada cuplikan program diatas. 'ariabel +emp1 dan +emp4 digunakan

    untuk menampung hasil pembacaan %"! di channel / dan channel 1. =ilai yang

    didapatkan kemudian dibagi 4 dan hasilnya adalah nilai temperatur yang dibaca oleh

    sensor. Pada program di atas nilai temperature tersebut kemudian ditampilkan di !".

    2.2.2 Peran#angan !$stem M$kr%k%ntr%ler ATMega*+3+

    2angkaian skematik untuk sistem mikrokontroler %+Mega:959 dapat dilihat pada7ambar 4.5.

    5

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    6/15

    )amar 2.3 !kemat$k !$stem M$kr%k%ntr%ler ATMega*+3+

    -ntuk mengaktifkan mikrokontroler ini dibutuhkan sumber tegangan 9 '"!

    dimana pin 1/ dihubungkan dengan tegangan positif dan pin 11 dengan ground. #ebuah

    rangkaian kristal : MH> dan 4 buah kapasitor 44 p? digunakan sebagai sumber clock 

    untuk mikrokontroler ini dihubungkan dengan pin no 14 dan 15. Pin reset dihubungkan

    dengan sebuah kapasitor sebesar 1 u? ke ground. Pin %'!! digunakan sebagai sumber 

    tegangan untuk rangkaian %"!.

    2.2.3 Peran#angan Rangka$an Dr$,er

    2angkaian skematik untuk dri&er ditunjukkan pada gambar 5.. komponen dri&er 

    yang digunakan adalah sebuah I! -=$4:/5 yang memiliki : buah rangkaian dri&er sitching transistor open collector didalamnya.

    )amar 2.- Rangka$an Dr$,er &an Rela "ut(ut

    2.3 Peran#angan Perangkat Lunak M$kr%k%ntr%ler

    6

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    7/15

    Perangkat lunak yang digunakan adalah B%#!*M %'2. Perancangan perangkat

    lunak dilakukan dengan cara pembuatan algoritma. "ari algoritma tersebut kemudian

    diimplementasikan pada bahasa pemrograman.

    2.3.1 Alg%r$tma Perangkat Lunak 

    "i baah ini ditampilkan diagram alir untuk pemrograman mikrokontroler %+Mega:959. Pada 7ambar 4.9 ditampilkan diagram alir program utama dan 7ambar 

    4. menampilkan diagram alir rutin interupsi serial.

    )amar 2.+ D$agram Al$r Pr%gram Utama M$kr%k%ntr%ler

    7

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    8/15

    )amar 2./ D$agram Al$r Rut$n Interu(s$ !er$al

    BAB III

    PEMBAHA!AN

    3.1 Penguj$an P%rt &an !$stem M$n$mum ATmega*+3+

    8

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    9/15

    %+mega:959 diberikan sumber clock internal sebesar : MH> sumber clock ini

    diatur dengan fuse menggunakan programmer. +egangan supply yang diberikan adalah 9

    'dc. 7ambar rangkaian untuk menguji sistem minimum ini ditunjukkan pada 7ambar 

    5.1.

    Pengujian port dilakukan dengan cara menghubungkan seluruh port dengan ,".

    -ntuk dijadikan port output harus dideklarasikan terlebih dahulu dengan cara mengisi bit

    @1A pada masing$masing pin dalam "ata "irection 2egister untuk menjadikannya output.

    !ontoh synta;$nya adalah 0

    Program untuk menguji rangkaian pada 7ambar 5.1 adalah sebagai berikut0

    9

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    10/15

    Program di atas akan membuat ," diseluruh port berkedip bersamaan setiap 1

    detik sekali. "alam percobaan ini seluruh port bekerja dengan baik. Pengukuran dengan

    multimeter menunjukkan baha pada logic 1 Port memberikan output tegangan ('*H)

    sebesar 6.89 ' dan pada logic / tegangan yang terukur adalah /.4 '.

    3.2 Penguj$an AD0

    Pengujian ini dilakukan dengan rangkaian seperti pada 7ambar 5.4. sebuah !"

    digunakan untuk membantu menampilkan data desimal hasil kon&ersi.

    )amar 3.2 Rangka$an Penguj$ AD0

    "ata yang dihasilkan dari uji rangkaian %"! ditampilkan pada !" seperti

    tampak pada 7ambar 5.5.

    10

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    11/15

    )amar 3.3 Tam($lan N$la$ AD0 (a&a L0D

    "ata hasil pengukuran ditampilkan pada +abel 5.1. "iambil titik pengukuran

     pada setiap input %"!.

    Perbandingan antara hasil pengukuran memperlihatkan perbedaan. Perbedaan ini

    disebabkan nilai hasil %"! tidak dapat menampilkan bilangan pecahan dan selalu

    dibulatkan yang dikenal dengan istilah Kuantisasi. Hasil pengukuran sangat tepat dengan

    hasil perhitungan. "ari hasil perhitungan dibuat grafik karakteristik dari %"! seperti

    ditampilkan pada 7ambar 5.6. "ari grafik dapat dilihat karakteristik output %"! sangat

    linier 

    3.3 Penguj$an !ens%r Tem(eratur

    Pengujian ini dilakukan dengan rangkaian seperti pada 7ambar 5.9. sebuah %'*

    meter digital digunakan untuk mengukur tegangan output dari I! M59. #ebuah Heater 

    digunakan untuk pengatur temperatur dan sebuah thermometer digunakan sebagai

     pembanding. "ata hasil pengujian ditampilkan pada +abel 5.4.

    11

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    12/15

    )amar 3.+ Rangka$an Penguj$an !ens%r LM3+

    +abel 5.4 "ata Pengujian #ensor M59

    Pengujian +emperatur(derajat chelcius) *utput (M&)

    1 1/ 88

    4 4/ 4//

    5 5/ 48:

    6 6/ 588

    9 9/ 9/1

    / //

    / /1

    : :/ 88

    8 8/ 8//

    1/ 1// 1//1

    "ari hasil pengujian didapatkan karakteristik sensor M59 ini adalah linier.

    Pengujian dilakukan mulai dari temperatur 1/ o! karena dari datasheet sensor inimulai

    linier dari temperatur 4 o! $ 19/ o! dengan konfigurasi rangkaian seperti diatas.

    3.- Penguj$an Human Ma#h$ne Intera#e HMIBerikut adalah hasil tampilan HMI di komputer ketika dihubungkan dengan

    sistem mikrokontroler. HMI bisa berkomunikasi dengan baik dengan system

    mikrokontroler.

    12

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    13/15

    )amar 3./ Tam($lan A'al HMI

    )amar 3.4 Tam($lan Denah Rumah &$ HMI

    )amar 3.* Tam($lan In%rmas$ Deta$l &$ HMI

    13

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    14/15

    )amar 3.5 Tam($lan H$st%r$#al Tren& &$ HMI

    BAB I6

    PENUTUP

    -.1 7es$m(ulan

    Berdasarkan uraian bab sebelumnya penulis dapat mengemukakan simpulan sebagai

     berikut.

    1. #ebuah sistem pengendali dan monitoring kelistrikan rumah telah berhasil

    direalisasikan dengan tingkat keberhasilan sebesar 1//C dari yang telah

    direncanakan.

    4. #istem mikrokontroler yang dirancang mampu bekerja dengan baik mengontrol :

     buah relay dan membaca 4 buah sensor temperatur serta menampilkan nilainya di

    !" serta secara bersamaan berkomunikasi dengan komputer melalui port serial

    dengan kecepatan 5:6// bps.

    5. #er&er dan HMI yang dibuat mampu menampilkan dan merekam aktifitas nyala

    dan padanya lampu secara real time.

    14

  • 8/17/2019 Makalah Sistem Kendali Digital Ozza

    15/15

    6. HMI juga mampu menampilkan dan merekam nilai temperatur ruang dan

    temperatur luar rumah serta dapat ditampilkan histori datanya pada sebuah chart

    trending alarm aktif ketika temperatur sudah melebihi batas setpoint yang telah

    ditentukan sebelumnya yaitu 5/o!.

    9. #istem ini berhasil diimplementasikan pada sebuah prototipe rumah yang

    dilengkapi: buah lampu 44/ 'ac sebagai beban listriknya maksimal sampai 5%.

    DA8TAR PU!TA7A

    *mpusunggu Dunior. @%plikasi %'2 Mikrokontroler %+8/#:959 #ebagai

    Pengontrol 7erak Pada Kursi 2odaA. aporan Proyek akhir. Program

    #tudi +. ,lektronika. Politeknik =egeri Bandung. 4//6. Pranajaya 2iki. @#istem Pengendali 4 Motor "c -ntuk "iaplikasikan

    Pada #istem Penggerak 2oda 2obot Manual Prisma A. aporan Proyek 

    akhir. Program #tudi +. ,lektronika. Politeknik =egeri Bandung. 4//9. http0