n PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS n PADA …

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATISPADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER

AVR ATMEGA32(Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan

Ergonomi)

SkripsiSebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ARLI KURNIAWAN

I 1308507

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA2011

i


commit to user


commit to user

i


commit to user

ii


commit to user

SURAT PERNYATAAN

ORISINALITAS KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Arli Kurniawan

Nim : I 1308507

Judul tugas akhir : Perancangan Sistem Kendali Otomatis Pada Lantai Getar

Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega32 (Studi Kasus

Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi).

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun tidak

mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang

lain. Jika terbukti bahwa Tugas Akhir yang saya susun

mencontoh atau melakukan plagiat dapat dinyatakan

batal atau gelar Sarjana yang saya peroleh dengan

sendirinya dibatalkan atau dicabut.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila

dikemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup

menanggung segala konsekuensinya.

Surakarta, 11 Januari 2011

Arli Kurniawan I 1308507

iii


commit to user

SURAT PERNYATAAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Arli Kurniawan

Nim : I 1308507

Judul tugas akhir : Perancangan Sistem Kendali Otomatis Pada Lantai Getar

Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega32 (Studi Kasus

Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi).

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat

lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing I dan

Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian

dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk

publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat

nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian

dari publikasi karya ilmiah

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.


Arli Kurniawan I 1308507

iv


commit to user

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang

telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi ini.

Dalam pelaksanaan maupun penyusunan laporan skripsi ini, penulis telah

mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan yang

sangat baik ini, dengan segenap kerendahan hati dan rasa yang setulus-tulusnya,

ucapan terima kasih penulis haturkan kepada:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan rezekinya serta nikmat yang

lainnya. Anugerah mu begitu besar ya Allah.

2. Kedua orang tua tercinta yang telah memberikan doa, kasih sayang, limpahan

semangat dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini

dengan baik.

3. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Ir. Lobes Herdiman, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

5. Taufiq Rochman, STP, MT, selaku Ketua Program S-1 Non Reguler Jurusan

Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta.

6. Ir. Lobes Herdiman, M.T, selaku Dosen Pembimbing I dan Il-

ham Priadytama, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan

waktunya, dan sabar dalam memberikan pengarahan dan bimbingan sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar.

7. Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MT, selaku dosen penguji skripsi I dan Taufiq

Rochman, STP, MT, selaku dosen penguji skripsi II yang telah memberikan

masukan dan perbaikan terhadap skripsi ini.

8. Dosen-dosen Teknik Industri yang memberikan ilmu dan nilai yang obyektif

selama ini.

9. Para staf dan karyawan Jurusan Teknik Industri, atas segala kesabaran dan

pengertiannya dalam memberikan bantuan dan fasilitas demi kelancaran

penyelesaian skripsi ini.

v


commit to user

10. Kak fahri-mbak yun dan andi yang selama ini selalu memberikan dukungan

sebagai penambah semangat.

11. Sari Anggraini yang selalu memberikan kasih sayang yang tulus dan warna

dalam hidupku baik suka maupun duka, selalu bersedia menjadi wadah

curahan hati dan selalu memotifasi untuk lebih baik lagi. Sementara hanya ini

yang dapat ay berikan untuk kebahagian bun.

12. Rekan 1 tim lantai getar ananditya putra mega yang selalu sabar menghadapi

sikap keras penulis dan selalu memberikan masukan yang terbaik.

13. Teman-teman Transfer Teknik Industri angkatan ’08, terima kasih atas

semangat, kekompakan serta bantuan kalian selama ini. Semoga persahabatan

kita akan terus terjaga.

14. Teman-teman kos Indonesia 8, Kontrakan dan Kos Colega terima kasih atas

bantuannya slama ini, serta masukan yang bermanfaat bagi penelitian.

15. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas

segala bimbingan, bantuan, kritik, dan saran dalam penyusunan tugas akhir

ini.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa maupun

siapa saja yang membutuhkannya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir

ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis dengan senang hati dan

terbuka sangat mengharapkan berbagai masukan maupun kritikan dari pembaca.


Penulis

vi


commit to user

ABSTRAK

Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32 (STUDI KASUS DI LAORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI) . Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2011.

Kendali otomatis tidak hanya digunakan pada bidang industri, sistem kendali otomatis dapat juga diterapkan dalam bidang ergonomi. Lantai getar yang mensimulasikan kondisi lantai pabrik, yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar memiliki permasalahan dalam proses pengoperasianya. Sistem kendali diterapkan pada lantai getar bertujuan guna memaksimalkan kinerja lantai getar agar lebih efektif.

Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah metode FAST (Framework for the Application of the System Technique), sebuah pendekatan sistematis dasar dalam desain rekayasa. Metode ini diawali dengan investigasi awal yang ada dilapangan kemudian menganalisa masalah yang terdapat dilapangan, menganalisa keputusan yang diambil berdasarkan penyelesaian yang dipilih, mewujudkan penyelesaian menjadi spesifikasi rancangan, pengujian dan proses penerapan sistem, pengoperasian sistem dan sistem pendukung.

Hasil rancangan sistem kendali lantai getar dengan menggunakan mikrokontroller AVR ATMega32 sebagi chip pengendali yang diterapkan menghasilkan sistem pengendalian yang efektif. Sistem kendali mengendalikan logika arah pergerakan lantai getar, logika motor sentrallock yang mengunci pergerakan lantai getar dan timer otomatis yang mengatur waktu proses lantai getar.

Kata kunci: Sistem kendali otomatis, lantai getar, FAST, Mikrokontroler ATMega32.

xx + 88 halaman; 46 gambar; 12 tabel; 3 lampiran;

Daftar pustaka: 21 (1985-2010).

vii


commit to user

ABSTRACT

Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. THE DESIGN OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM IN THE VIBRATION FLOOR BASED ON MICROCONTROLLER AVR ATMega32 (A CASE STUDY IN THE WORK SYSTEM DESIGN AND ERGONOMIC LABORATORY). Surakarta: Industrial Engineering Department, faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Januari 2011

The applicationof an automatic control system isvery wide now adays and even it has reached the ergonomic area. One of its application in ergonomic is controlling a vibration floor,. A device to simulate the condition on production floor with has vibration disturbance. The purpose of this study an is to optimize the work of vibration floor device to be more effective, by utilizing an aoutomatic control system.

The methodology that is used in this plan is FAST method (Framework for the Application of the System Technique). FAST method is a basic systematic approach for design. The method is started by investigating the field, analyzing the problem, analyzing the decision based on the selected solution, realizing the selected solution to be design specification, testing and implementing the system, operating the system and implementing the support system.

The result of this design is an Automatic control system of floor vibration that is using microcontroller AVR ATMega32 as a control chips to produce an effective control system. This system controls the logic direction of floor vibration movement. The logic of central lock motor is used to lock the movement of floor vibration. Further, the automatic timer that is used to controls the time of the process in the floor vibration.

Keywords: Automatic control system, vibration floor, FAST, Microcontroller ATMega32.

xvi + 88 page; 46 drawing; 12 table; 3 attachments;

References: 21 (1985-2010)

viii


commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL..............................................................................................i

LEMBAR VALIDASI ..........................................................................................ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................iii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH......................iv

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILM.....................................v

KATA PENGANTAR..........................................................................................vi

ABSTRAK...........................................................................................................vii

ABSTRACT........................................................................................................viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ix

DAFTAR TABEL .................................................................................................x

DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................xi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................I-1

1.2 Perumusan Masalah ...................................................................... I-3

1.3 Tujuan Penelitian........................................................................... I-3

1.4 Manfaat Penelitian......................................................................... I-3

1.5 Batasan Masalah ............................................................................I-3

1.6 Asumsi ...........................................................................................I-4

1.7 Sistematika Penulisan ....................................................................I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Applikasi Mikrokontroler ............................................................ II-1

2.2 Mikrokontroler ........................................................................ .... II-1

2.3 Mikrokontroler ATMega32 .................................................... .... II-2

2.3.1 Konfigurasi Pin ATMega32 ...............................................II-3

2.3.2 Peta Memory ATMega32................................................... II-4

2.3.3 Status Register.....................................................................II-6

2.4 Rangkaian Sistem ................................................................... .... II-7

2.5 Pemograman Bascom.............................................................. .... II-9

2.5.1 Pengenalan Bascom AVR ..................................................II-9

ix


commit to user

2.5.2 Karakter Dalam BASCOM .............................................. II-11

2.5.3 Tipe Data ..........................................................................II-11

2.5.4 Program Simulasi..............................................................II-12

2.5.5 Kontrol Proram ................................................................ II-14

2.5.6 ISP Flash Programer 3.7 .................................................. II-16

2.6 LCD (Liquid Crystal Display)............................................... .... II-17

2.7 Keypad 4x4............................................................................ .... II-21

2.8 Arus Searah (AC)....................................................................... II-23

2.8.1 Arus Listrik ...................................................................... II-23

2.8.2 Rangkaian Arus Searah ....................................................II-24

2.8.3 Resistensi dan Konduktansi ............................................. II-24

2.8.4 Tegangan Listrik .............................................................. II-25

2.8.5 Hukum OHM ................................................................... II-26

2.8.6 Relay ................................................................................ II-26

2.8.7 Kontaktor ......................................................................... II-29

2.9 Motor Induksi (AC) Tiga Fase................................................. .... II-30

2.9.1 Hubungan Bintang (Y,wye) ............................................. II-32

2.9.2 Hubungan Segitiga ...........................................................II-33

2.10 Metde FAST .............................................................................. II-34

2.10.1 Preliminary Investigation Phase ....................................II-34

2.10.2 Problem Analysis Phase ................................................ II-35

2.10.3 Requirement Analysis Phase ..........................................II-35

2.10.4 Decision Analysis Phase ................................................ II-36

2.10.5 Desain Phase ................................................................. II-37

2.10.6 Construction Phase ........................................................ II-37

2.10.8 Implementation Phase ....................................................II-38

2.10.9 Operation and Support Stage Phase ..............................II-38

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Identifikasi Masalah ................................................................... III-3

3.1.1 Studi pustaka .................................................................... III-3

3.1.2 Studi lapangan .................................................................. III-3

3.2 Framework for the application systems techniques ................... III-4

x


commit to user

3.2.1 Preliminary Investigation.................................................. III-4

3.2.2 Problem Analysis...............................................................III-4

3.2.3 Requirement Analysis……………………………………..............III-5

3.2.4 Decision Analysis.................................................................III-5

3.2.5 Design..................................................................................III-6

3.2.6 Construction.........................................................................III-7

3.2.5 Implementation, operation and support stage.....................III-7

3.5 Analisis Interpretasi hasil........................................................ ... III-5

3.6 Kesimpulan dan Saran............................................................ .... III-6

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Pengumpulan Data...................................................................... IV-1

4.1.1 Preliminary Investigation.................................................. IV-1

4.1.2 Problem analysis...................................................................IV-2

4.2 Pengolahan Data..........................................................................IV-2

4.2.1 Requirements analysis.......................................................IV-3

4.2.2 Decision Analysis.............................................................. IV-4

4.2.3 Proses perancangan............................................................ IV-5

4.2.4 Pembangunan sistem kendali........................................... IV-23

4.2.5 Implementation, operation and support stage.............IV-25

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

5.1 Analisis Hasil Penelitian...............................................................V-1

5.1.1 Analisis Sistem Aplikasi..................................................... V-1

5.1.1 Validasi Sistem Aplikasi................................................V-2

5.2 Iterpretasi Hasil.............................................................................V-3

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan..................................................................................VI-1

6.2 Saran............................................................................................VI-1

DAFTAR PUSTAKA

xi


commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Fungsi icon pada interface BASCOM AVR.................................II-10

Tabel 2.2 Tabel Karakter-karakter spesial pada BASCOM………………………II-11

Tabel 2.3 Tabel Tipe data BASCOM......................................................................II-12

Tabel 2.4 Tabel Susunan kaki LCD........................................................................II-18

Tabel 4.1 Tabel Macam dan jenis komponen……………………………………IV - 6

Tabel 4.6 Tabel data modul……………………………………………………. IV - 13

Tabel 4.7 Tabel data exam……………………………………………………. ...IV - 13

Tabel 4.8 Tabel data film .....................................................................................IV - 14

Tabel 4.9 Tabel data history…………………………………………………………....IV - 14

Tabel 4.10 Tabel data ujian ..................................................................................IV - 14

Tabel 4.11 Tabel data scoreexam .........................................................................IV - 14

Tabel 4.12 Tabel data nilai ...................................................................................IV - 14

xii


commit to user

DAFTAR GAMBARGambar 2.1 IC mikrokontroller dan pin-pin........................................................II-4

Gambar 2.2 Skema Memori Data AVR ATMega32...........................................II-5

Gambar 2.3 Skema Memori Program AVR ATMega32.....................................II-6

Gambar 2.4 Status Register ATMega32..............................................................II-6

Gambar 2.5 Gambar 2.5 Rangkaian Sistem Mikrokontroler...............................II-8

Gambar 2.6 Interface BASCOM AVR. ............................................................II-10

Gambar 2.7 Tampilan listing BASCOM AVR..................................................II-13

Gambar 2.8 Tampilan Simulasi Hardware........................................................II-13

Gambar 2.9 Software SPI..................................................................................II-17

Gambar 2.10 Susunan alamat pada LCD. .........................................................II-18

Gambar 2.11 Susunan kaki LCD.......................................................................II-19

Gambar 2.12 DDRAM M1632..........................................................................II-20

Gambar 2.13 Karakter.......................................................................................II-21

Gambar 2.14 Bentuk fisik keypad 4x4..............................................................II-22

Gambar 2.15 Matriks keypad 4x4.....................................................................II-22

Gambar 2.16 Rangkaian arus.............................................................................II-24

Gambar 2.17 Hubungan arus, tegangan dan hambatan.....................................II-26

Gambar 2.18 Relay............................................................................................II-27

Gambar 2.19 Jenis-jenis kontak.........................................................................II-27

Gambar 2.20 Bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak...........................II-28

Gambar 2.21 Simbol dan bentuk fisik relay......................................................II-28

Gambar 2.22 Kontaktor ................................................................................... II-30

Gambar 2.23 Rangkaian ekivalen satu fasa motor induksi................................II-32

Gambar 2.24 Hubungan bintang (Y, wye) ........................................................II-32

Gambar 2.25 Hubungan segitiga.......................................................................II-33

Gambar 3.1 Metodologi Penelitian..................................................................III-1

Gambar 4.1 Diagram Blog Sistem Kendali......................................................IV-5

Gambar 4.2 Rangkaian mikrokontroler ATMega32........................................IV-7

Gambar 4.3 PCB rangkaian mikrokontroler ATMega32.................................IV-8

Gambar 4.4 Interface LCD dengan Mikrokontroler ATMega32.....................IV-8

xiii


commit to user

Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4............................................................IV-9

Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad……………………………………....IV-9

Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock………………………….IV-10

Gambar 4.8 PCB rangkaian kendali motor sentrallock…………………......IV-11

Gambar 4.9 AVR simulasiI……………………………………………........V-13

Gambar 4.10 Display LCDI…………………………………………………..V-13

Gambar 4.11 Flowchart Program mikrokontroler…………………………….IV-19

Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4............................................................IV-9

Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad............................................................IV-9

Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock.......................................IV-10

Gambar 4.8 PCB Rangkaian kendali motor sentrallock...............................IV-11

Gambar 4.9 AVR simulasi...........................................................................IV-13

Gambar 4.10Display LCD............................................................................IV-13

Gambar 4.11Flowchart Program moikrokontroler........................................IV-19

Gambar 4.12 AVRdude GUI versi 1.3...........................................................IV-25

Gambar 5.1 Sistem Kendali………….............................................................V-4

DAFTAR LAMPIRAN

xiv


commit to user

Lampiran 1Standar operasional lantai getar...............................................

Lampiran 2Datashet mikrokontroler AVR ATMega32..............................

Lampiran 3Listing program........................................................................

L-1

L-2

L-2

xv


commit to user

ABSTRAK

Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32 (STUDI KASUS DI LAORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI) . Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2011.

Kendali otomatis tidak hanya digunakan pada bidang industri, sistem kendali otomatis dapat juga diterapkan dalam bidang ergonomi. Lantai getar yang mensimulasikan kondisi lantai pabrik, yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar memiliki permasalahan dalam proses pengoperasianya. Sistem kendali diterapkan pada lantai getar bertujuan guna memaksimalkan kinerja lantai getar agar lebih efektif.

Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah metode FAST (Framework for the Application of the System Technique), sebuah pendekatan sistematis dasar dalam desain rekayasa. Metode ini diawali dengan investigasi awal yang ada dilapangan kemudian menganalisa masalah yang terdapat dilapangan, menganalisa keputusan yang diambil berdasarkan penyelesaian yang dipilih, mewujudkan penyelesaian menjadi spesifikasi rancangan, pengujian dan proses penerapan sistem, pengoperasian sistem dan sistem pendukung.

Hasil rancangan sistem kendali lantai getar dengan menggunakan mikrokontroller AVR ATMega32 sebagi chip pengendali yang diterapkan menghasilkan sistem pengendalian yang efektif. Sistem kendali mengendalikan logika arah pergerakan lantai getar, logika motor sentrallock yang mengunci pergerakan lantai getar dan timer otomatis yang mengatur waktu proses lantai getar.

Kata kunci: Sistem kendali otomatis, lantai getar, FAST, Mikrokontroler ATMega32

xx + 148 halaman; 82 gambar; 35 tabel; 3 lampiran;Daftar pustaka: 24 (1985-2010).


commit to user

ABSTRACT

Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. THE DESIGN OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM IN THE VIBRATION FLOOR BASED ON MICROCONTROLLER AVR ATMega32 (A CASE STUDY IN THE WORK SYSTEM DESIGN AND ERGONOMIC LABORATORY). Surakarta: Industrial Engineering Department, faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Januari 2011

The applicationof an automatic control system isvery wide now adays and even it has reached the ergonomic area. One of its application in ergonomic is controlling a vibration floor,. A device to simulate the condition on production floor with has vibration disturbance. The purpose of this study an is to optimize the work of vibration floor device to be more effective, by utilizing an aoutomatic control system.

The methodology that is used in this plan is FAST method (Framework for the Application of the System Technique). FAST method is a basic systematic approach for design. The method is started by investigating the field, analyzing the problem, analyzing the decision based on the selected solution, realizing the selected solution to be design specification, testing and implementing the system, operating the system and implementing the support system.

The result of this design is an Automatic control system of floor vibration that is using microcontroller AVR ATMega32 as a control chips to produce an effective control system. This system controls the logic direction of floor vibration movement. The logic of central lock motor is used to lock the movement of floor vibration. Further, the automatic timer that is used to controls the time of the process in the floor vibration.

Keywords: Automatic control system, vibration floor, FAST, Microcontroller ATMega32


commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini akan di uraikan mengenai latar belakang masalah dari

penelitian, perumusan masalah yang di angkat dalam penelitian ini, tujuan,

manfaat, batasan masalah dan asumsi dari penelitian yang di lakukan serta

sistematika penulisan untuk menyelesaikan penelitian.

1.1 LATAR BELAKANG

Perkembangan dunia industri baik dalam teknologi mesin ataupun

peralatan semakin diperlukan kinerja yang optimum untuk meningkatkan

kuantitas maupun kualitas produk. Salah satu cara mencapai hal tersebut adalah

dengan memanfaatkan sistem kendali otomatis yang saat ini komponen-

komponennya telah banyak tersedia di pasaran. Komponen sistem kendali

otomatis adalah prosesor yang berupa chip. Perkembangan industri mendorong

diciptakannya sebuah chip yang dinamakan mikrokontroler yang dapat

menyederhanakan suatu rangkaian kendali kompleks dalam sebuah komponen

yang kecil. Karena memiliki bentuk yang kecil dan pembuatan program yang

sederhana, mikrokontroler menjadi pilihan untuk berbagai aplikasi, tidak hanya

didunia industri, melainkan hingga dunia kesehatan dan ergonomi.

Salah satu instrumen dalam bidang ergonomi yang dapat dioptimumkan

kinerjanya dengan sistem kendali otomatis adalah lantai getar. Di Universitas

Sebelas Maret tepatnya di Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi

terdapat alat lantai getar yang menggunakan dua buah motor penggetar tiga fasa

dengan kekuatan maksimum 150kg. Lantai getar ini merupakan suatu prototipe

untuk mensimulasikan getaran yang terjadi pada lantai kerja seperti pada lantai

produksi pabrik yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar dan

menghasilkan getaran besar. Untuk dapat mensimulasikan kondisi sebenarnya,

lantai getar harus dapat menghasilkan tiga modus arah gerakan getaran yaitu

horizontal, vertical dan mix (vertical dan horizontal). Selain itu untuk

meningkatkan fleksibilitas pengoperasian, lantai getar ini juga memerlukan

sebuah timer otomatis untuk mengendalikan waktu operasi alat secara otomatis.

I-1


commit to user

Mengacu pada banyaknya variable yang dikendalikan baik dari modus arah

gerakan getaran, kecepatan putaran motor, maupun pengendalian waktu operasi,

sistem kendali otomatis akan lebih efektif dibandingkan sistem kendali manual.

Pengendalian secara otomatis memerlukan sebuah rangkaian terpadu yang

melaksanakan fungsi ribuan transistor, diode dan resistor sebagai pusat

pengendali. Rangkaian terpadu tersebut dinamakan mikroprosesor yang

kemudian dikembangkan oleh beberapa vendor menjadi sebuah chip yang

diberinama mikrokontroler (Tokheim, 1990). Pilihan mikrokontroler dewasa ini

sangat bervariasi. Diantara sejumlah pilihan tersebut tipe AVR dari Atmel

merupakan jenis mikrokontroler yang murah dan handal. AVR tersedia dalam

variasi produk yang luas untuk berbagai keperluan. AVR merupakan

mikrokontroler CMOS 32-bit yang hampir kesemua instruksi dikerjakan dalam

satu siklus clock. Bahkan diantaranya telah memiliki ADC (analog to digital

convereter) internal. Berdasarkan kemampuannya, AVR merupakan sebuah

peluang yang menarik untuk dimanfaatkan sebagai komponen pengendali utama

motor induksi tiga fasa lantai getar yang dikembangkan.

Sebelum dapat digunakan sebagai kendali, mikrokontroler harus melewati

3 tahapan yaitu pembuatan hardware, perancangan software dan pengisian

software kedalam mikrokontroler. Ada beberapa pilihan bahasa pemograman

untuk mikrokontroler diantaranya bahasa tingkat tinggi BASCOM (basic

compiller), bahasa tingkat menengah (bahasa C++) dan bahasa tingkat rendah

(bahasa assembler). Ketiga jenis bahasa pemograman tersebut memiliki kelebihan

dan kekurangan masing-masing. BASCOM sendiri memiliki kelebihan yaitu

tampilan pada bascom lebih sederhana sehingga memudahkan programmer dalam

membuat logika program yang diperlukan dan ditulis menggunakan bahasa

manusia yang lebih mudah di mengerti dan tidak bergantung pada mesin.

Sedangkan penggunaan bahasa assembler dan bahasa C++ memerlukan ketelitian

dari programmer karena bahasa ditulis dengan sandi yang hanya di mengerti oleh

mesin (Iswanto, 2009).

Berdasarkan permasalahan di atas diperlukan perancangan sistem kendali

otomatis yang bertujuan mempermudah dalam pengaturan kecepatan putaran

motor, modus arah pergerakan dari getaran dan lama pengoperasian alat lantai

I-2


commit to user

getar menggunakan mikrokontroler AVR. Dengan adanya rancangan sistem

kendali otomatis tersebut diharapkan pengoperasian lantai getar dapat menjadi

lebih efisien dan akurat.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, maka dirumuskan

pokok permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana merancang sistem kendali

lantai getar dengan mikrokontroller AVR yang meliputi pengendalian arah

gerakan, frekuensi getaran dan timer otomatis.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai adalah merancang sistem kendali otomatis

lantai getar, yaitu:

1. Merancang modul sistem kendali untuk mengatur frekuensi getaran.

2. Merancang modul sistem kendali untuk mengatur arah gerakan dari getaran.

3. Merancang modul sistem kendali untuk mengatur timer otomatis

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Manfaat perancangan alat kendali kecepatan motor induksi tiga fasa, yaitu:

1. Menghasilkan sistem kendali yang dapat mengendalikan pergerakan lantai

getar.

2. Menghasilkan arah gerakan lantai getar yaitu horisontal, vertikal dan mix

(horisontal dan vertikal).

1.5 BATASAN MASALAH

Batasan masalah dalam membahas perancangan modul pengendali

menggunakan mikrokontroler AVR pada alat simulasi lantai getar, sebagai

berikut:

1. Mikrokontroler AVR yang digunakan adalah tipe ATMega.

2. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa basic.

3. Metode yang digunakan adalah metode FAST (Framework for the

application of system technique)

I-3


commit to user

1.6 ASUMSI PENELITIAN

Asumsi yang digunakan dalam membahas perancangan modul pengendali

menggunakan mikrokontroler AVR pada alat simulasi lantai getar, sebagai

berikut:

1. Frekuensi getaran pada lantai getar sama dengan frekuensi inputan motor

vibrator.

2. Dua motor vibrator memiliki karakteristik yang sama dalam menghasilkan

getaran.

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Penulisan penelitian dalam laporan tugas akhir ini mengikuti uraian yang

diberikan pada setiap bab yang berurutan untuk mempermudah pembahasannya.

Penjelasan mengenai sistematika penulisan yang digunakan pada penyusunan

laporan tugas akhir.

Bab I : Pendahuluan

Pendahuluan meliputi latar belakang, perumusan masalah, tujuan

penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.

Bab II : Tinjauan pustaka

Mengenai landasan teori yang mendukung dan terkait langsung dengan

penelitian yang dilakukan dari buku, jurnal penelitian, sumber literatur

lain.

Bab III : Metodologi Penelitian

Uraian langkah penelitian yang dilakukan dan juga digunakan sebagai

gambaran kerangka berpikir penulis dalam melakukan penelitian dari

awal sampai penelitian selesai.

Bab IV : Pengumpulan dan pengolahan data

Data atau informasi yang diperlukan dalam menganalisis permasalahan

yang ada serta pengolahan data dengan menggunakan metode yang

dikembangkan pada bab sebelumnya.

Bab V : Analisis dan interpretasi hasil

I-4


commit to user

Penjelasan dari keluaran yang diperoleh pada tahapan pengumpulan dan

pengolahan data interpretasi hasil.

Bab VI : Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan yang diperoleh dari analisis pemecahan masalah maupun

hasil pengumpulan data serta saran-saran perbaikan atas permasalahan

yang dibahas.

.

I-5


commit to user

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menguraikan teori-teori yang diperlukan dalam mendukung

perancangan, sehingga pelaksanaan pembuatan alat dilakukan secara teoritis.

2.1 APLIKASI MIKROKONTROLER

Mikrokontroler merupakan salah satu perkembangan teknologi yang

mengintegrasikan sebuah sistem komputer kedalam sebuah chip tunggal (single

chip), sehingga teknologi ini mampu berfungsi seperti sebuah sistem komputer,

salah satunya adalah proses pengendalian. Aplikasi dari sistem pengontrolan ini

dapat kita lihat dari perancangan sistem kunci pintu digital dengan sistem

keamanan berbasis sms. Sistem ini menggunakan password sebagai keyword

untuk membuka kunci. Cara kerja dari sistem ini adalah pemilik dapat mengunci

ataupun membuka pintu dari jarak jauh hanya dengan mengirimkan sms, sehingga

pemilik akan lebih mudah karena tidak perlu datang untuk mengunci

(dewapur.wordpress.com, 2008).

2.2 MIKROKONTROLER

Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya

mikroprosesor sebagai otak computer (Iswanto, 2008). Mikrokontroler memiliki

nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output

dalam suatu kemasan IC. Atmel adalah perusahaan pembuat chip yang terkenal

dalam teknologi pembuatan flash memory dan EEPROM. Setelah Atmel

meletakkan flash PROM di mikrokontroler seri AT89C sebagai anggota baru dari

jenis mikrokontroler MCS51, MCS1 semakin di nikmati, menyusul keberhasilan

Atmel tersebut, Atmel merancang mikrokontroler baru yang dikategorikan

sebagai jenis mikrokontroler AVR. AVR atau sebuah kependekan dari Alf and

Vegard’s Risc Processor merupakan chip mikrokontroler yang diproduksi oleh

Atmel dikelompokkan ke dalam 4 kelas ATtiny,ATMega,AT90Sxx, AT86RFxx.

Perbedaan yang terdapat pada masing-masing kelas adalah kapasitas

memori, peripheral, dan fungsinya. Dalam hal arsitektur maupun instruksinya,

II-1


commit to user

hampir tidak ada perbedaan sama sekali. Mikrokontroler AVR dirancang sebagai

sebuah mesin RISC (Reduce Intruction Set Computer) yang hampir semua

instruksinya selesai di kerjakan dalam satu siklus mesin, dilengkapi dengan

32 buah register serbaguna yang kesemuanya dapat berfungsi sebagai akumulator

(Iswanto, 2008).

2.3 MIKROKONTROLER ATMega32

Mikrokontroler adalah sebuah chip, kata mikro berarti bahwa objek

tersebut berukuran kecil, sedangkan controller dalam bahasa inggris berarti alat

tersebut dapat digunakan untuk pengendali objek proses maupun kejadian.

Mikrokontroler mempunyai kemiripan dengan mikroprosesor dalam sebuah

komputer. Keduanya memiliki central processing unit (CPU). CPU mengeksekusi

instruksi logika, matematika, dan fungsi-fungsi data dari sebuah komputer.

Membuat sebuah komputer yang lengkap, sebuah mikroprosesor memerlukan

memori untuk menyimpan data dan program, serta antarmuka input output.

Sebaliknya, mikrokontroler adalah komputer sebuah chip, karena dalam satu chip

selain berisikan CPU telah dilengkapi memori dan antarmuka I/O.

AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) merupakan seri mikrokontroler

CMOS 32-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set

Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR

mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode

compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog

timer, dan mode power saving. Beberapa diantaranya mempunyai ADC dan PWM

internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang

mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan

hubungan serial SPI (Sulhan, 2006).

ATmega32 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis

arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu

siklus clock, ATmega32 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz

membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya dengan kecepatan

proses. Pada mikrokontroler dengan teknologi RISC semua instruksi dikemas

dalam kode 16 bit (16 bits words) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1

II-2


commit to user

clock, sedangkan pada teknologi CISC seperti yang diterapkan pada

mikrokontroler MCS-51, untuk menjalankan sebuah instruksi diperlukan waktu

sebanyak 12 siklus clock. Secara garis besar, arsitektur mikrokontroler

ATMEGA32, yaitu:

1. 32 saluran I/O (Port A, Port B, Port C, dan Port D).

2. 10 bit 8 Channel ADC (Analog to Digital Converter).

3. 4 channel PWM.

4. 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down,

Standby and Extended Standby.

5. 3 buah timer/counter.

6. Analog comparator.

7. Watchdog timer dengan osilator internal.

8. 512 byte SRAM.

9. 512 byte EEPROM.

10. 8 kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write.

11. Unit interupsi (internal & eksternal).

12. Port antarmuka SPI32 “memory map”.

13. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan optimum

2,5Mbps.

14. 4.5 sampai 5.5V operation, 0 sampai 16MH.

2.3.1 Konfigurasi Pin ATMEGA32

Konfigurasi pin ATMega32 dapat dilihat pada gambar 2.1. Dari gambar

tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega32, sebagai

berikut:

1. VCC = pin masukan catu daya.

2. GND = pin ground.

3. Port A (PA0 – PA7) = pin I/O (bidirectional), pin ADC.

4. Port B (PB0 – PB7) = pin I/O (bidirectional), pin timer/counter, analog

comparator, SPI.

5. Port C (PC0 – PC7) = pin I/O (bidirectional), TWI, analog comparator,

Timer Oscilator.

II-3


commit to user

6. Port D (PD0 – PD7) = pin I/O (bidirectional), analog comparator, interupsi

eksternal, USART.

7. RESET = pin untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 & XTAL2 = pin untuk clock eksternal.

9. AVCC = pin input tegangan ADC.

10. AREF = pin input tegangan referensi ADC.

Gambar 2.1 IC mikrokontroler dan pin-pin Sumber: Atmel, 2009

2.3.2 Peta Memory ATMega32

ATMega32 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori

program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu 32 buah

register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal. Register untuk

keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai

$1F. Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap

mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya yaitu mulai dari $20 sampai

$5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur

fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler seperti kontrol register,

timer/counter, fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara

lengkap dapat dilihat pada gambar 2.2. Alamat memori berikutnya digunakan

untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.

II-4


commit to user

Gambar 2.2 Skema memori data AVR ATMega32 Sumber: Iswanto, 2008

Memori program yang terletak pada flash perom tersusun dalam word atau 2 byte

karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR ATMega32

memiliki 4KByte x 16 Bit flash perom dengan alamat mulai dari $000 sampai

$FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit program counter (PC) sehingga mampu

mengalamati isi flash.

II-5


commit to user

Gambar 2.3 Skema memori program AVR ATMega32 Sumber: Iswanto, 2008

Selain itu AVR Atmega32 juga memilki memori data berupa EEPROM 8-bit

sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF (Iswanto,

2008).

2.3.3 Status Register

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap

operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan

bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2.4 Status register ATMega32 Sumber : Iswanto, 2008

Status register ATMega32 dapat dilihat pada gambar 2.4. Dari gambar

tersebut dapat dijelaskan register dari ATMega32, sebagai berikut:

1. Bit7 --> I (global Iinterrupt enable), Bit harus di set untuk mengenable semua

jenis interupsi.

II-6


commit to user

2. Bit6 --> T (bit copy storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T

sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register

GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T

dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan

instruksi BLD.

3. Bi5 --> H (half cary flag).

4. Bit4 --> S (sign bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan

flag V (komplemen dua overflow).

5. Bit3 --> V (two's component overflow flag) bit ini berfungsi untuk mendukung

operasi matematis.

6. Bit2 --> N (negative flag) flag N akan menjadi set, jika suatu operasi

matematis menghasilkan bilangan negatif.

7. Bit1 --> Z (zero flag) bit ini akan menjadi set apabila hasil operasi matematis

menghasilkan bilangan 0.

8. Bit0 --> C (cary flag) bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi

menghasilkan carry.

2.4 RANGKAIAN SISTEM

Pengendali yang dirancang adalah menggunakan mikrokontroler dan

bekerja dalam ragam single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang

tidak memerlukan memori luar karena ROM untuk menyimpan sandi sumber

masih mampu untuk menampung program PWM serta penggunaan RAM yang

masih bias ditampung oleh RAM dalam dan tidak memerlukan komponen

tambahan seperti PPI, karena penggunaan port mikrokontroler hanya 4 port yaitu

keluaran sinyal penggerak, masukan keypad, keluaran penampil, pin RS dan pin

enable dari LCD penampil.

Kristal yang digunakan untuk pengoperasikan mikrokontroler adalah 8

MHz. Port yang digunakan pada sistem, yaitu Port C (PC0..PC3), Port D

(PD0..PD6), Port B (PB0..PB7) dan Port A (PA0..PA1).

II-7


commit to user

II-8


commit to user

2.5 PEMOGRAMAN BASCOM

Sebelum dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, pengembangan sebuah

mikrokontroler harus melewati 3 tahapan yaitu pembuatan hardware untuk

aplikasi, perancangan software aplikasi menggunakan bahasa pemrograman dan

pengisian software aplikasi yang sudah dibuat ke dalam mikrokontroler.

Bahasa pemrograman yang digunakan berupa bahasa pemrograman

tingkat rendah (Assembly Language), menengah (bahasa C) maupun bahasa

tingkat tinggi seperti Pascal dan BASIC. Software pemrograman (compiler) yang

digunakan adalah BASCOM AVR yang merupakan sebuah compiler BASIC.

BASCOM (basic compiler) sendiri memiliki beberapa jenis berdasarkan seri

mikrokontroler yang digunakan. BASCOM dikembangkan oleh MCS Electronics,

dan merupakan BASIC compiler. Program yang dibuat dalam bahasa BASIC,

akan dikompilasi menjadi machine code, untuk kemudian dimasukkan ke dalam

mikrokontroler melalui sebuah programmer. Saat ini sesuai dengan referensi dari

situs web MCS electronics, BASCOM baru mendukung mikrokontroler keluarga

MCS51 (BASCOM-8051) dan keluarga AVR (BASCOM-AVR), keduanya

produk dari Atmel Corp. Chip kelas AT89S51/52 dengan harga sangat terjangkau

dan diprogram secara ISP (in-system programming). BASIC adalah bahasa

interpreter artinya diterjemahkan ke dalam machine code saat program

dieksekusi. Positifnya memberikan perintah pada command line dan langsung

melihat hasilnya. Negatif-nya lambat. Namun cepat atau lambat tergantung pada

keperluan. Bila jeda yang terjadi masih dalam batas yang dapat diterima, berarti

kelambatan yang terjadi dapat diabaikan (Iswanto, 2008).

2.5.1 Pengenalan BASCOM AVR

Bascom memiliki tampilan yang sama dengan bahasa program lainya,

hanya saja yang membedakan tampilan pada Bascom lebih sederhana. Dapat

dilihat pada gambar 2.6 yang merupakan tampilan dari Bascom.

II-9


commit to user

Gambar 2.6 Interface BASCOM AVR Sumber: Iswanto, 2008

Pada setiap icon yang ada pada interface diatas memiliki fungsi masing-

masing. Adapun fungsi dari tiap-tiap icon dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Fungsi icon pada interface BASCOM AVR

Icon Nama Fungsi ShortcutFile New Membuat file baru Ctrl+NOpen File Untuk membuka file Ctrl+OFile Save Untuk menyimpan file Ctrl+SSave as Menyimpan file dengan nama lain. -Print Untuk mencetak dokumen Ctrl+PPrint preview melihat tampilan sebelum dicetak. -Syntax check Untuk memeriksa kesalahan bahasa. Ctrl+F7Program compile mengkompile program yang dibuat. F7

Show result menampilkan hasil kompilasi program. Ctrl+WSimulate mencimulasikan program yang dibuat. F2

Sumber: Iswanto, 2008

2.5.2 Karakter Dalam BASCOM

II-10


commit to user

Program BASCOM karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet (A-Z

dan a-z), karakter numeric (0-9) dan karakter spesial seperti yang ditunjukkan

pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Karakter-karakter spesial pada BASCOM

Karakter NamaBlank atau spasi

‘ Apostrophe* Asteriks atau simbol perkalian+ Simbol Pertambahan (Plus Sign), Comma- Simbol Pengurangan (Minus Sign). Period (decimal point)/ Slash (division symbol) will be handled as \: Colon“ Double Quotation mark; Semicolon< Less than= Equal sign (assignment symbol or relation operator)> Greater than\ Backslash (integer/word division symbol)


2.5.3 Tipe Data

Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan

daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori

mikrokontroler. Dapat dilihat pada tabel 2.3 yang menjelaskan ukuran dan range

dari tiap tipe data BASCOM.

Tabel 2. 3 Tipe data BASCOM

Tipe Data Ukuran (byte) RangeBit 1/8 0-1

Byte 1 0 sampai 255Interger 2 -32,768 sampai 32,767Word 2 0 sampai 65535Long 4 -2147483648 sampai 2147483647

II-11


commit to user

Single 4 -String Hingga 254 byte -


Variabel dalam sebuah program berfungsi sebagai tempat penyimpanan

data atau penampung data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan,

menampung data hasil pembacaan register. Variabel merupakan pointer yang

menunjuk pada alamat memori fisik di mikrokontroler. BASCOM ada beberapa

aturan dalam penamaan sebuah variabel, yaitu:

1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter.

2. Karakter bisa berupa angka atau huruf.

3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf.

4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunakan oleh BASCOM

sebagai perintah, pernyataan, internal register dan nama operator (AND, OR,

DIM).

2.5.4 Program Simulasi

BASCOM AVR menyediakan pilihan yang dapat mensimulasikan

program. Sehingga setelah membuat suatu program, dapat diperiksa terlebih

dahulu apakah program yang dibuat sudah benar atau masih salah sebelum

didownload ke mikrokontroler. Adapun bentuk tampilan simulasinya dapat dilihat

pada gambar 2.7.

II-12


commit to user

Gambar 2.7 Tampilan listing BASCOM AVR Sumber: Iswanto, 2008

Tekan tombol untuk memulai simulasi dan memberhentikan simulasi

maka tekan tombol . Selain itu untuk dapat melihat perubahan data pada setiap

port atau ketika memberikan input pin-pin tertentu dari mikrokontroler, maka

gunakan tombol maka muncul tampilan simulasi hardware. Adapun bentuk

tampilannya dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Tampilan simulasi hardware Sumber: Iswanto, 2008

II-13


commit to user

2.5.5 Kontrol Program

Keunggulan sebuah program terletak pada kontrol program tersebut.

Kontrol program merupakan kunci dari keandalan program yang dibuat termasuk

pada rule evaluation pada logika samar. Kontrol program dapat mengendalikan

alur dari sebuah program dan menentukan apa yang harus dilakukan oleh sebuah

program ketika menemukan suatu kondisi tertentu. Kontrol program ini meliputi

kontrol pertimbangan kondisi dan keputusan, kontrol pengulangan serta kontrol

alternatif. BASCOM menyediakan beberapa kontrol program yang digunakan

untuk menguji sebuah kondisi, perulangan dan pertimbangan sebuah keputusan.

Beberapa kontrol program yang sering digunakan dalam pemograman

dengan menggunakan bahasa BASCOM, yaitu:

1.IF… THEN

Dengan pernyataan ini kita dapat menguji sebuah kondisi tertentu dan

kemudian menentukan tindakan yang sesuai dengan kondisi yang diinginkan.

Sintak penulisannya adalah: IF <Syarat Kondisi> THEN <Pernyataan>

Sintak di atas digunakan jika hanya ada satu kondisi yang diuji dan hanya

melakukan satu tindakan. Jika melakukan lebih dari satu tindakan maka

sintaknya harus ditulis, sebagai berikut:IF <Syarat kondisi> THEN

<Pernyataan ke-1>

<Pernyataan ke-2>

<Pernyataan ke-n>END IF

2.SELECT… CASE

Perintah ini akan mengeksekusi beberapa blok pernyataan tergantung dari nilai

variabelnya. Perintah ini mirip dengan perintah IF... THEN, namun perintah

ini memiliki kelebihan yaitu kemudahan pada penulisannya. Sintak, sebagai

berikut:SELECT CASE Variabel

II-14


commit to user

CASE test1 : statementCASE test2 : statementCASE ELSE : statement

END SELECT

3.WHILE… WEND

Perintah ini mengeksekusi sebuah pernyataan secara berulang ketika masih

menemukan kondisi yang sama. Perintah ini akan berhenti jika ada perubahan

kondisi dan melakukan perintah selanjutnya. Sintak, sebagai berikut:WHILE <Syarat kondisi>

<Pernyataan>WEND

4.DO… LOOP

Perintah Do... Loop digunakan mengulangi sebuah blok pernyataan terus

menerus. Membatasi pengulangannya dapat ditambahkan sebuah syarat kondisi

agar perulangan berhenti dan perintahnya menjadi Do... loop Until. Sintak

penggunaan perintah ini, sebagai berikut:DO

<Blok pernyataan>LOOP

Yang menggunakan perintah Do Loop UntilDO

<Blok pernyataan>LOOP UNTIL <syarat kondisi>

5.FOR… NEXT

Perintah ini digunakan mengeksekusi sebuah blok pernyataan secara berulang.

Perintah ini hampir sama dengan perintah Do... Loop, namun pada perintah

For... Next ini nilai awal dan akhir perulangan serta tingkat kenaikan atau

turunnya dapat ditentukan. Penggunaannya, sebagai berikut:For var = start To/Downto end [Step value]

<Blok pernyataan>

II-15


commit to user

NextMenaikan nilai perulangan gunakan To dan menurunkan gunakan Downto.

Tingkat kenaikan merupakan pilihan, jadi dapat digunakan ataupun tidak. Jika

nilai kenaikan tidak ditentukan maka secara otomatis BASCOM akan

menentukan nilainya yaitu 1.

6.EXIT

Perintah ini digunakan untuk keluar secara langsung dari blok program For...

Next, Do... Loop, Sub... Endsub, While... Wend. Sintak penulisannya,

sebagai berikut:

Exit [Do] [For] [While] [Sub]Sintak selanjutnya setelah EXIT

bisa bermacam-macam tergantung perintah exit itu berada dalam perintah apa.

Jika dalam perintah Do... Loop maka sintaknya menjadi Exit Do.

7.GOSUB

Dengan perintah GOSUB program melompat ke sebuah label dan menjalankan

program yang ada dalam rutin tersebut sampai menemui perintah return.

Perintah return akan mengembalikan program ke titik setelah perintah Gosub.

8.GOTO

Perintah GOTO digunakan melakukan percabangan, perbedaannya dengan

GOSUB ialah Perintah GOTO tidak memerlukan perintah return sehingga

programnya tidak akan kembali lagi ke titik dimana perintah GOTO itu

berada. Berikut ini adalah sintak perintah GOTO:GOTO labelLabel:

Panjang label optimum ialah 32 karakter.

2.5.6 ISP Flash Programer 3.7

ISP Programmer merupakan program yang digunakan menuliskan

program ke dalam mikrokontroler ATMega8535. Pertama mikrokontroler

dihubungkan dengan kabel downloader dengan port paralel pada komputer,

II-16


commit to user

kemudian nyalakan catu daya mikrokontroler. Lalu tekan tombol OpenFile untuk

membuka file yang akan didownload pada mikrokontroler. Setelah itu tekan

tombol program tunggu sampai 100%, setelah 100% maka program sudah ditulis

pada mikrokontroler, dan mikrokontroler siap untuk digunakan. Adapun

tampilannya dapat dilihat pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 Software SPI Sumber: Iswanto, 2008

2.6 LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY)

LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya

menganut sistem dotmatrix. LCD banyak diaplikasikan untuk alat-alat elektronika

seperti kalkulator, laptop, handphone. Komunikasi data yang dipakai

menggunakan mode teks, artinya semua informasi yang dikomunikasikan

memakai kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

Huruf dan angka yang akan ditampilkan dalam bentuk kode ASCII, kode ini

diterima dan diolah oleh mikroprosesor LCD menjadi titik-titik pada dot matrix

yang terbaca sebagai huruf dan angka. Tugas mikrokontroler hanyalah mengirim

kode-kode ASCII untuk ditampilkan. LCD yang paling sering digunakan untuk

operasi standar mempunyai ukuran lebar display 2 baris 16 kolom atau disebut

II-17


commit to user

sebagai LCD Character 16x2. LCD ini mempunyai 16 buah pin konektor, yang

secara umum tiap pinnya didefinisikan seperti pada tabel 2.4.

Gambar 2.10 Susunan alamat pada LCD Sumber: Delta-Elektronik.com

Pin-pin yang terdapat pada LCD 2x16 memiliki fungsi masing-masing,

dapat dilihat pada tabel 2.4 susunan dari kaki-kaki LCD.

Tabel 2.4 Susunan kaki LCD

No Nama Pin Deskripsi Port1 VCC +5 V VCC2 GND 0 V GND3 VEE Tegangan Kotras LCD4 RS Registe Slect, 0 = input instruksi, 1 = input data PD75 R/W 1 = Read, 0 = Write PD56 E Enable Clock PD67 D4 Data Bus 4 PD48 D5 Data Bus 5 PD59 D6 Data Bus 6 PD610 D7 Data Bus 7 PD711 Anode Teganan Positif backlight12 Katode Tegangan Negatif backlight

Sumber: Iswanto.com

LCD 2x16 tersusun oleh 2 baris dan 6 kolom alamat yang nantinya akan

membentuk karakter. Dapat dilihat pada gambar 2.11 yang memperlihatkan

susunan alamat pada LCD 2x16.

II-18


commit to user

Gambar 2.11 Susunan alamat pada LCD Sumber: Iswanto.com

Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di

baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada

baris ke-2 kolom pertama, maka harus di set pada alamat 40H. Jadi, meskipun

LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan

programnya sama saja.

Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN

dinamakan enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sedang

mengirimkan sebuah data. Mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN

harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW.

Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk

sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan

berikutnya set EN ke logika low “0” lagi. Jalur RS adalah jalur register select.

Ketika RS berlogika low “0”, data dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi

khusus (seperti clear screen, posisi kursor). Ketika RS berlogika high “1”, data

yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Selain

menampilkan karakter atau angka sesuai keyboard, LCD juga mampu

menampilkan karakter khusus lainnya (Iswanto, 2008).

DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada.

Contoh, untuk karakter ‘A’ atau 41H yang ditulis pada alamat 00, maka karakter

tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila

karakter tersebut ditulis di alamat 40, maka karakter tersebut tampil pada baris

kedua kolom pertama dari LCD (www.Delta-Elektronik.com).

II-19

http://www.Delta-Elektronik.com/


commit to user

Gambar 2.12 DDRAM M1632 Sumber: Delta-Elektronik.com, 2010

CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter

di mana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun memori

ini akan hilang saat powersupply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang.

CGROM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter

di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780, sehingga

pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun ROM bersifat permanen, maka pola

karakter tersebut tidak akan hilang walaupun powersupply tidak aktif. Pada saat

HD44780 menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780

mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola

karakter A.

II-20


commit to user

Gambar 2.13 Karakter Sumber: Newtec.com, 2010

2.7 KEYPAD 4x4

Keypad diperlukan untuk berinteraksi dengan sistem pada saat dilakukan

penyetingan set-point suatu kontrol umpan balik pada saat program masih

berjalan. Sebenarnya tiap program memiliki cara yang berbeda untuk berinteraksi

dengan sistem. Bahkan untuk keypad secara hardware tiap pemograman dapat

berbeda. Hal ini lebih dikarenakan keperluan yang berbeda. Keypad 4x4 lebih

sering digunakan oleh pemogram. Selain hardwarenya mudah, softwarenya juga

tidak sulit. Pada dasarnya keypad 4x4 adalah 16 push-button yang di rangkai

secara matriks (Iswanto, 2008).

II-21


commit to user

Gambar 2.14 Bentuk fisik keypad 4x4 Sumber: Iswanto, 2008

Gambar 2.15 Matriks keypad 4x4 Sumber: Iswanto, 2008

Gambar 2.15 menjelaskan tentang keypad matriks yang terdiri dari 4

kolom dan 4 baris yang disebut juga dengan keypad 4 x 4. penggunaan keypad

matriks memungkinkan jumlah input sampai 2 x lipat dari input sesungguhnya.

Contoh hanya memiliki alokasi 8 port input mikrokontroler, sehingga

menggunakan keypad matriks dapat mengkombinasikan logika input hingga

mencapai 16 input hanya dengan menggunakan 8 bit mikrokontroler. Caranya

dengan membagi port tersebut menjadi 4 baris dan 4 kolom(4x4) seperti gambar

2.15 penggunaannya, sebagai berikut:

1. Jadikan port kolom sebagai sumber input tegangan.

2. Port baris berguna menscan tombol mana saja yang ditekan, gunakan perintah

dari mikrokontroler untuk melakukan scanning ini.

Ketika SW13 ditekan maka arus mengalir dari kolom1 ke baris 4 dengan

begitu mikrokontroler dapat mengetahui tombol tersebut aktif sedangkan tombol

lain mati. Teknik ini memudahkan para praktisi elektronika untuk menentukan

tombol mana yang ditekan dan prosedur program mana yang digunakan sebagai

konsekuensi penekanan tombol bersangkutan.

2.8 ARUS SEARAH (AC)

II-22


commit to user

Ada 2 macam arus listrik yaitu arus searah (dc: direct current) dan arus

bolakbalik (ac: alternating current). Arus searah apabila elektro berpindah dalam

arah yang tetap tidak berubah-ubah dan diberi tanda, sedangkan apabila pada saat

elektron berpindah terjadi perubahan yang bolak-balik saat tertentu ke atas atau ke

kiri, kemudian ke bawah atau ke kanan kembali ke atas atau ke kiri lagi dan

seterusnya dinamakan arus bolak-balik.

2.8.1Arus Listrik

Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus-menerus pada

konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah

elektronnya tidak sama. Arus listrik ini diberi notasi I dalam satuan ampere (A),

diambil dari nama Andre Marie Ampere (1775 – 1836) menyatakan bahwa :

“Satuan ampere adalah jumlah muatan listrik dari 6,24 x 1018 elektron yang

mengalir melalui suatu titik tertentu selama satu detik”. 1 A arus adalah

mengalirnya elektron sebanyak 628x1016 atau sama dengan 1 Coulumb per detik

meliwati suatu penampang konduktor.

……………………. …………………………persamaan 2.1

dengan; i = Arus listrik (A)

q = Muatan listrik (C)

t = Lamanya waktu (detik)

Muatan listrik dengan notasi Q dalam satuan Coulomb, yang diambil dari

nama Charless Aaugusti de Coulomb (1736 – 1806) menyatakan bahwa : Satu

Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang melalui suatu titik sebesar satu

ampere selama satu detik (www.bops.pln-jawa-bali.co.id).

2.8.2Rangkaian Arus Searah

Pada suatu rangkaian akan mengalir arus gambar, apabila dipenuhi syarat-

syarat yaitu adanya sumber tegangan, adanya alat penghubung dan adanya

beban. Tiga syarat tersebut dapat dilihat pada gambar 2.16.

II-23


commit to user

Gambar 2.16 Rangkaian arus Sumber: PLN.co.id, 2008

Pada kondisi saklar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui

beban. Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan

Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu

rangkaian harus tertutup.

2.8.31Resistansi Dan Konduktansi

Gaya gerak listrik (ggl) pada suatu rangkaian tertutup akan menekan

elektronelektro bebas dari atomnya dan membuatnya bergerak sepanjang

penghantar. Jalan elektron di dalam penghantar amat berliku-liku di antara

berjuta-juta atom dan saling bertumbukan satu dengan yang lainnya termasuk juga

dengan atom. Rintangan yang terdapat di dalam penghantar ini disebut tahanan

atau resistansi dari penghantar tersebut. Besar kecilnya tahanan tersebut diukur

dengan suatu alat ukur ohm meter dalam satuan ohm, disingkat dengan ? yang

diambil dari huruf besar Yunani omega, sebagai penghargaan kepada seorang ahli

fisika Jerman bernama George Simon Ohm. Satu ohm adalah tahanan satu kolam

air raksa yang panjangnya 1,063 m dengan penampang 1mm2 pada suhu 0O

celcius.

Penghantar yang mempunyai tahanan yang kecil amat mudah dialiri arus

listrik, artinya daya kemampuan menghantarkan arus listriknya besar. Besarnya

daya kemampuan untuk menghantarkan arus ini dinamakan daya antar arus atau

konduktansi. Jadi penghantar yang mempunyai tahanan kecil berarti mempunyai

daya-antar arus kecil. Satuan untuk daya-antar arus adalah siemens atau mho

(kebalikan ohm). Tahanan atau resistansi diberi simbol R, sedangkan daya antar

atau konduktansi diberi simbol G. Berdasarkan keterangan di atas, maka tahanan

itu kebalikan dari daya-antar arus. Jika tahanan suatu kawat besarnya 5 ohm,

maka daya-antar arus listriknya 1/5 siemens. Penghantar listrik seperti tembaga,

II-24


commit to user

alumunium, dan perak mempunyai tahanan yang kecil atau mempunyai daya-antar

yang besar dan mudah dilalui arus listrik, sedangkan penyekat listrik seperti

porselin, karet, dan mika mempunyai tahanan yang besar sekali atau daya-antar

yang kecil, sehingga sulit dialiri arus listrik (www.bops.pln-jawa-bali.co.id).

2.8.4 Tegangan Listrik

Tegangan listrik dapat dimisalkan dengan tekanan air di dalam menara air.

Di atas menara itu air disimpan dalam bak air dan dihubungkan dengan pipa

melalui suatu keran pembuka dan penutup. Apabila makin tinggi penempatan bak

air makin besar tekanannya, begitu pula bila makin rendah posisi bak air makin

rendah pula tekanan air tersebut. Menurut teori elektron, jika sebuah benda

bermuatan positif kalau benda tersebut kehilangan elektron dan jika bermuatan

negatif kalau benda tersebut kelebihan elektron. Dalam keadaan perbedaan

muatan inilah timbul tenaga atau energi potensial yang berada di antara benda-

benda tersebut. Tenaga potensial tersebut dapat menunjukkan kemampuan untuk

melaksanakan kerja, sehingga bila sepotong kawat penghantar dihubungkan di

antara kedua benda yang berbeda muatan tersebut akan menyebabkan terjadinya

perpindahan energi di antara benda-benda itu. Peralihan energi ini akan

berlangsung terus menerus selama ada perbedaan tegangan. Terjadinya beda

tegangan disebabkan karena setiap muatan mempunyai tenaga potensial untuk

menggerakan suatu muatan lain dengan cara menarik (untuk muatan yang tidak

sama atau tidak sejenis) atau menolak (untuk muatan yang sama atau sejenis).

Beda tegangan dapat juga dihasilkan dengan memberikan tekanan listrik

dari suatu pembangkit listrik kepada salah satu penghantar. Baterai atau generator

dapat bertindak sebagai pompa listrik untuk menghasilkan tegangan di antra dua

titik. Satuan untuk mengukur tegangan ini adalah volt (ditulis dengan notasi huruf

V), yang diambil dari nama seorang sarjana Italia Alessandro Volta (1775–1827).

Beda tegangan di antara dua terminal dapat berubah-ubah, mulai dari seperjuta

volt sampai beberapa juta volt. Beda tegangan di antara terminal-terminal pada

PLN ada yang 110 volt, 220 volt, 380 volt, 20 kVolt, 150 kvolt, 500 kvolt. Beda

tegangan diantara terminal aki adalah 6 volt, 12 volt, 24 volt, sedangkan beda

tegangan pada terminal baterai umumnya 1,5 volt (Fitzgerald, 1985).

II-25


commit to user

2.8.5Hukum Ohm

Hubungan antara arus listrik, tegangan listrik dan hambatan listrik dalam

suatu rangkaian listrik dinyatakan dalam hukum Ohm. Nama Ohm ini diambil dari

seorang ahli fisika dan matematika Jermal bernama George Simon Ohm

(1787-1854) dengan percobaan tentang listrik, yaitu:

1. Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah berbanding

langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun

bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil.

2. Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik

terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan

berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin

besar.

Gambar 2.17 Hubungan arus, tegangan dan hambatan Sumber: ictsleman.com

2.8.6 Relay

Relay adalah saklar yang dikendalikan secara elektronik (electronically

switch). Arus listrik yang mengalir pada kumparan relay akan menciptakan medan

magnet yang kemudian akan menarik lengan relay dan mengubah posisi saklar,

yang sebelumnya terbuka menjadi terhubung. Relay memiliki tiga jenis kontak :

COMMON = kutub acuan, NC (Normally Close) = kutub yang dalam keadaan

awal terhubung pada COMMON, dan NO (Normally Open) = kutub yang pada

awalnya terbuka dan akan terhubung dengan COMMON saat kumparan relay

diberi arus listrik (KF ibrahim, 1986).

II-26


commit to user

Gambar 2.18 Relay Sumber: andreasviklund, 2010

Gambar 2.19 Jenis-jenis kontak Sumber: andreasviklund, 2010

Kontak Normally Open (NO), saat coil dalam kondisi tidak energized

kontak dalam posisi terbuka (open, OFF) dan saat coil diberikan arus listrik dan 1

maka kontak dalam posisi menutup ON. Kontak Normally Close (NC), kebalikan

dari kontak NO saat coil dalam kondisi tidak energized kontak dalam posisi

tertutup (close, ON) dan saat coil diberikan arus listrik dan energized maka kontak

dalam posisi membuka OFF. Kontak Single pole double trough, memiliki satu

kontak utama dan dua kontak cabang, saat coil tidak energized kontak utama

terhubung dengan cabang atas, dan saat coil energized justru kontak utama

terhubung dengan kontak cabang bawah.

II-27


commit to user

Gambar 2.20 Bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak Sumber: andreasviklund, 2010

Gambar 2.21 Simbol dan bentuk fisik relay Sumber: andreasviklund, 2010

Komponen relay bekerja secara elektromagnetis, ketika coil K terminal A1

dan A2 diberikan arus listrik angker akan menjadi magnet dan menarik lidah

kontak yang ditahan oleh pegas, kontak utama 1 terhubung dengan kontak cabang

4. Ketika arus listrik putus (unenergized), elektromagnetiknya hilang dan kontak

akan kembali posisi awal Gambar 2.25 bentuk fisik kontak diam dan kontak

bergerak karena ditarik oleh tekanan pegas, kontak utama 1 terhubung kembali

dengan kontak cabang 2. Relay menggunakan tegangan DC 12 V, 24 V, 48 V, dan

AC 220 V.

2.8.7 Kontaktor

Motor listrik yang mempunyai daya besar harus dapat dioperasikan dengan

momen kontak yang cepat agar tidak menimbulkan loncatan bunga api pada alat

penghubungnya. Selain itu, dalam pengoperasian yang dapat dilengkapi dengan

beberapa alat otomatis paling mudah dengan menggunakan alat penghubung

saklar magnet yang dikenal dengan kontaktor. Kontaktor magnet adalah suatu alat

II-28


commit to user

penghubung listrik yang bekerja atas dasar magnet yang dapat menghubungkan

antara sumber arus dengan muatan. Bila inti coil pada kontaktor diberikan arus,

maka coil menjadi magnet dan menarik kontak sehingga arus mengalir.

Kontaktor magnet atau saklar magnet ialah saklar yang bekerja

berdasarkan kemagnetan. Artinya saklar ini bekerja jika ada gaya kemagnetan.

Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor

harus mampu mengalirkan arus dan memutuskan arus dalam keadaan kerja

normal. Arus kerja normal ialah arus yang mengalir selama pemutusan tidak

terjadi. Sebuah kontaktor dapat memiliki coil yang bekerja pada tengangan DC

atau AC. Pada tengangan AC, tegangan minimal adalah 85% tegangan kerja,

apabila kurang maka kontaktor akan bergetar.

Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Pada

kontaktor terdapat beberapa kontak yaitu kontak normal membuka (Normally

Open = NO) dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak NO

berarti saat kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila

kontaktor bekerja kontak itu menutup atau menghubung. Kontak NC berarti saat

kontaktor belum bekerja kedudukan kontaknya menutup dan bila kontaktor

bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsi kerja kontak NO dan NC berlawanan.

Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO

menutup.

II-29


commit to user

Gambar 2.22 Kontaktor Sumber: Budipurwa, 2009

Pada gambar 2.26 kontak 3 dan 4 adalah NC sedangkan kontak 1 dan 2

adalah NO. Apabila tidak ada arus maka kontak akan tetap diam. Tetapi apabila

arus dialirkan dengan menutup switch maka kontak 3 dan 4 akan menjai NO

sedangkan kontak 1 dan 2 menjadi NC. Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk

kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama tendiri dari kontak NO dan kontak

bantu terdiri dan kontak NO dan NC. Konstruksi dari kontak utama berbeda

dengan kontak bantu, yang kontak utamanya mempunyai luas permukaan yang

luas dan tebal. Kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis.

Kotaktor pada umumnya memiliki kontak utama untuk aliran 3 fasa. Dan

juga memiliki beberapa kontak bantu untuk berbagai keperluan. Kontak utama

digunakan mengalirkan arus utama yaitu arus yang diperlukan untuk beban,

misalnya motor listrik, pesawat pemanas. Sedangkan, kontak bantu digunakan

mengalirkan arus bantu yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat

bantu rangkaian, lampu indicator (Budipurwa, 2009).

2.9 MOTOR INDUKSI (AC) TIGA FASA

Prinsip kerja motor induksi tiga fasa berdasarkan induksi elektromagnetis.

Jika kumparan stator diberi tegangan sinusoida tiga fasa maka arus akan mengalir

yang memiliki beda fasa 120° tiap fasanya pada kumparan tersebut dan

menimbulkan medan magnet putar dengan kecepatan putar sinkron. Hubungan

antara kecepatan medan magnet putar (rpm) dengan frekuensi tegangan stator

dapat dirumuskan.

........................................................................persamaan 2.2

dengan; ns = Kecepatan medan magnet putar stator (rpm)

s f = frekuensi tegangan stator

II-30


commit to user

P = Jumlah kutub motor induksi

Garis gaya fluks stator tersebut berputar memotong penghantar rotor

sehingga pada penghantar tersebut timbul GGL atau tegangan induksi. Arus yang

mengalir pada penghantar rotor tersebut berada dalam medan putar stator

sehingga menghasilkan gaya-gaya yang berpasangan dan berlawanan arah. Gaya-

gaya itu akan menimbulkan torsi yang cenderung memutar rotor sehingga rotor

akan berputar dengan kecepatan nr. Perbedaan putaran relatif antara rotor dan

stator disebut Slip. Slip yang timbul karena perbedaan kecepatan medan putar

stator dengan kecepatan putaran rotor dapat dinyatakan dengan persamaan

(Yusivar, 2008).

……………………………………..………… persamaan 2.3

dengan; S = Slip

ns = Kecepatan medan putar stator

n r = Kecepatan putar rotor

Pada saat rotor diam maka frekuensi rotor (fr) sama dengan frekuensi

stator (fs). Pada saat rotor berputar maka frekuensi rotor dipengaruhi oleh slip

dengan persamaan.

Suatu motor induksi tiga fasa dapat diwakili oleh suatu rangkaian ekivalen satu

fasa seperti ditunjukkan pada gambar 2.18.

Gambar 2.23 Rangkaian ekivalen satu fasa motor induksi Sumber: Yusivar, 2008

II-31


commit to user

Pada sistem tenaga listrik 3 fasa, idealnya daya listrik yang dibangkitkan,

disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkit =

P pemakaian, dan tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri

dari tegangan 1-fasa yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi

antara 1-fasa dengan yang lainnya mempunyai beda fasa sebesar 120° listrik.

Secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dihubungkan secara bintang

(Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D).

2.9.1Hubungan Bintang (Y, wye)

Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fasa dihubungkan

menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua

terminal dari tiga terminal a–b–c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang

berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadap titik netral. Tegangan Va, Vb dan

Vc disebut tegangan “fasa” atau Vf.

Gambar 2.24 Hubungan bintang (Y, wye) Sumber: Dunia listrik.com, 2010

Adanya titik netral maka besaran tegangan fasa dihitung terhadap titik

netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fasa yang seimbang dengan

magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fasa).

Vline = akar 3 Vfasa = 1,73Vfasa

Sedangkan arus yang mengalir pada semua fasa mempunyai nilai yang sama, ILine = Ifasa

Ia = Ib = Ic

II-32


commit to user

2.9.2Hubungan Segitiga

Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fasa saling dihubungkan

sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fasa.

Gambar 2.25 Hubungan segitiga Sumber: Dunia listrik.com, 2010

Tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar

fasa, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude

yang sama, maka:

Vline = Vfasa

Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus

tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum Kirchoff, sehingga:

Iline = akar 3 Ifasa = 1,73Ifasa

2.10 METODE FAST (FRAMEWORK FOR THE APPLICATION OF SYSTEM

TECHNIQUE)

Penelitian ini menggunakan metode analisis kualitatif deskriptif. Dalam

menganalisis data dan mendesain sistem informasi, digunakan metodologi FAST

(Framework for the Application of System Thinking) yang merupakan kerangka

yang fleksibel untuk menyediakan tipe-tipe berbeda proyek dan strategi (Whitten,

dkk. 2003). Metode ini merupakan suatu proses standar atau metodologi yang

digunakan untuk mengembangkan dan memelihara seluruh bagian sistem

informasi. Metodologi FAST mendukung bagian pengembangan sistem dan

II-33


commit to user

operasi serta langkah-langkah pendukungnya. Metodologi FAST merupakan

metodologi yang fleksibel dan dapat disesuaikan dengan proyek dan keperluan

analis, hasil akhir dari metodologi pengembangan adalah untuk menyelesaikan

masalah, peluang dan petunjuk untuk memulai sebuah proyek desain sistem.

Tahap-tahap tersebut adalah pemeriksaan pendahuluan, analisa masalah, analisa

keperluan, analisa keputusan, desain, pembangunan dan penerapan, pengoperasian

dan sistem pendukung. Tahap yang digunakan metode FAST.

2.10.1 Preliminary Investigation Phase

Tahap Preliminary Investigation Phase merupakan tahap awal dari

pengembangan sistem. Tahap ini berisikan investigasi awal ketika ingin

merancang sebuah sistem, seperti wawancara, tinjauan langsung dan mempelajari

dokumen perusahaan. Tujuan dari tahap ini adalah menjawab pertanyaan

mengenai apakah proyek ini cukup berharga untuk diperhatikan. Untuk menjawab

pertanyaan ini perlu didefinisikan terlebih dahulu masalah, kesempata, dan resiko-

resiko dalam melanjutkan proyek. Kerangka kerja PIECES dapat digunakan untuk

menjawab pertanyaan ini namun hasilnya bukanlah penyelesaian permasalahan

melainkan kategori masalah (dengan asumsi bahwa proyek ini berharga untuk

diperhatikan) menetapkan rincian proyek yang akan menetapkan lingkup,

keperluan dan hambatan proyek, anggota proyek, biaya, dan jadwal.

Lingkup masalah yang ditetapkan dari tahap ini menyatakan seberapa

besar proyek ini akan dilaksanakan. Dengan adanya lingkup seperti ini maka

analis dapat menentukan tim proyek, estimasi biaya, dan menyiapkan jadwal

untuk tahap selanjutnya. Kemudian ditentukan oleh sistem apakah menyetujui

lingkup seperti ini dengan biaya dan jadwal yang telah dirancang atau lingkup

yang ada perlu diperkecil lagi. Output dari tahap ini adalah project charter.

2.10.2 Problem Analysis Phase

Problem Analysis ialah menganalisa masalah yang terdapat di lapangan.

Tahap ini merupakan pengembangan dari tahap pertama. Pada tahap ini dilakukan

analisis terhadap sistem yang telah ada saat itu. Tahap ini memberikan

pemahaman yang lebih dalam bagi tim proyek mengenai permasalahan yang

II-34


commit to user

dihadapi. Analisis ini dilakukan untuk menjawab pertanyaan apakah keuntungan

yang diperoleh setelah pemecahan masalah lebih besar daripada biaya yang

dikeluarkan. Input utama dari tahap ini adalah project charter dari tahap

sebelumnya. Informasi yang digunakan dalam memperlajari permasalahan yang

dihadapi adalah fakta yang terdapat dalam sistem, masalah, akibat, penyebab dari

permasalahan, dan spesialis IT yang merancang sistem yang telah ada. Output

yang dihasilkan adalah system improvement objectives yang menyatakan kriteria

bisnis yang akan digunakan untuk mengevaluasi sistem. Kadang dilakukan

representasi pada tahap ini, pada akhir tahap, pemillik sistem kembali akan

memutuskan salah satu dari 3 alternatif, sebagai berikut:

1. Membatalkan proyek jika masalah tidak cukup berharga untuk dipecahkan.

2. Menyetujui kelanjutan proyek.

3. Memperkecil atau memperbesar lingkup dan menyetujui kelanjutan tahap

berikutnya.

2.10.3 Requirement Analysis Phase

Requirement Analysis ialah melakukan analisa terhadap keperluan

perusahaan. Pada tahap ini dilakukan bila manajemen menyetujui untuk

melanjutkan proyek. Pekerjaan pada tahap ini adalah mendefinisikan apa saja

yang perlu dilakukan oleh sistem, apa yang diperlukan dan diinginkan oleh

pengguna dari sistem baru. Tahap ini memerlukan perhatian yang besar karena

jika terjadi kesalahan dalam menerjemahkan keperluan dan keinginan pengguna

sistem maka dapat mengakibatkan adanya rasa tidak puas pada sistem final dan

perlu diadakan modifikasi yang tentunya akan kembali mengeluarkan biaya.

Input dari tahap ini adalah system improvement objectives yang dihasilkan

pada tahap sebelumnya. Pada tahap ini, tim mengumpulkan dan mendiskusikan

keperluan dan prioritas berdasarkan informasi yang diperoleh dari kuesioner,

wawancara, dan rapat-rapat. Tantangannya adalah untuk memvalidasi semua

keperluan informasi.

Output yang dihasilkan dari tahap ini adalah business requirement

statement. Tahap ini pun merupakan tahap yang penting karena dapat

menimbulkan ketidakpuasan dari pengguna sistem yang merasa keperluannya

II-35


commit to user

tidak terpenuhi. Tim proyek harus dapat membedakan antara apa yang diperlukan

oleh pengguna dan bagaiman sebaiknya sistem yang baru bekerja.

2.10.4 Decision Analysis Phase

Decision Analysis ialah melakukan analisa terhadap keputusan yang akan

diambil berdasarkan penyelesaian yang ditawarkan. Dalam analisis keputusan,

umumnya terdapat berbagai alternatif untuk mendesain sistem informasi yang

baru. Beberapa pertanyaan yang dapat membantu dalam proses analisis

keputusan, sebagai berikut:

1. Berapa banyak sistem akan dikomputerisasi.

2. Apakah kita sebaiknya membeli software atau mengembangkannya sendiri.

3. Apakah kita sebaiknya mendesain sistem untuk jaringan internal atau berbasis

web.

4. Teknologi informasi apa yang dapat digunakan dalam apilkasi ini.

Tujuan dari tahap ini adalah untuk mengidentifikasi kandidat-kandidat

penyelesaian, menganalisis fisibilitas kandidat tersebut, dan merekomendasikan

kandidat yang dipilih.

Tim proyek biasa akan mencari penyelesaian yang paling fisibel, yaitu

penyelesaian yang menghasilkan kombinasi terbaik dari kriteria. Output dari tahap

ini adalah proposal sistem yang telah disetujui. Beberapa alternatif keputusan

yang dihasilkan dalam tahap ini, yaitu:

1. Menyetujui dan mendanai proposal sistem untuk didesain dan

dikonstruksikan.

2. Menyetujui dan mendanai salah satu dari alternatif penyelesaian.

3. Menolak semua kandidat penyelesaian dan membatalkan proyek atau

mengirimkannya kembali untuk rekomendasi yang baru.

4. Menyetujui versi lingkup yang diperkecil dari penyelesaian yang diajukan.

2.10.5 Desain Phase

Setelah diperoleh proposal sistem yang disetujui, maka dapat mulai

dilakukan proses desain dari sistem target. Tujuan dari tahap ini adalah

mentransformasikan business requirement statement menjadi spesifikasi desain

II-36


commit to user

proses construksi. Dengan kata lain, tahap desain menyatakan bagaimana

teknologi akan digunakan dalam sistem yang baru. Tahap ini memerlukan ide dan

opini dari pengguna, vendor, dan spesialis IT. Pada akhir tahap ini masih terdapat

beberapa alternatif keputusan mengenai proyek walaupun pembatalan proyek

jarang dilakukan pada tahap ini (kecuali benar-benar over budget atau sangat

terlambat dari jadwal). Perubahan lingkup menjadi lebih kecil masih dapat terjadi.

Selain itu, mungkin juga terjadi perubahaan ulang jadwal untuk menghasilkan

penyelesaian yang lebih lengkap.

2.10.6 Construction Phase

Construction Phase ialah tahapan melaksanakan pengujian pada

komponen sistem secara individu dan sistem secara keseluruhan. Tujuan dari

tahap ini, adalah:

1. Membangun dan menguji sistem yang memenuhi business requirement dan

spesifikasi desain.

2. Mengimplementasikan penghubung antara sitem baru dan sistem lama,

termasuk instalasi dari software yang dibeli atau disewa.

Pada tahap ini dilakukan konstruksi basis data, program aplikasi, dan penghubung

antara sistem dan pengguna. Beberapa dari komponen ini telah ada sebelumnya.

Setelah dilakukan pengujian, maka sistem dapat mulai diimplementasikan.

2.10.7 Implementation Phase

Implementation ialah menerapkan hasil rancangan yang disusun

sedemikian rupa ke dalam sistem perusahaan untuk mendapatkan kondisi yang

sesuai dengan keperluan perusahaan. Input dari tahap ini adalah sistem fungsional

dari tahap konstruksi. Analis harus mampu menyediakan transisi yang sederhana

dari sistem lama ke sistem baru dan membantu pengguna menghadapi masalah

utama saat mulai menggunakan sistem baru. Selain itu, analis harus melatih

pengguna, menuliskan cara penggunaan manual, menginput file dan basis data,

dan melakukan tes akhir. Pengguna sistem akan memberikan feedback bagi tim

II-37


commit to user

proyek sebagai masalah baru dan isu baru. Output adalah sistem operasional yang

memasuki tahap operasi dan pendukung dalam siklus hidup perusahaan.

2.10.8 Operation and Support Stage Phase

Sistem pendukung teknis berkelanjutan bagi para pengguna, seperti

keperluan maintenance untuk memperbaiki kesalahan, penghilangan, dan

keperluan-keperluan baru. Aktivitas dalam sistem pendukung, adalah:

1. Assisting users, tidak peduli seberapa baiknya pelatihan yang diberikan pada

pengguna, pasti tetap ada keperluan asistensi bagi para pengguna terutama

saat muncul masalah baru, muncul tambahan pengguna.

2. Fixing software, defects, memperbaiki kesalahan-kesalahan yang muncul saat

operasional maupun pengujian.

3. Recovering system, kegagalan sistem dapat menyebabkan terjadinya

kehilangan atau ‘crash’ data yang memerlukan perbaikan pada sistemnya

seperti pemasukan ulang file basis data dan merestart ulang sistem.

4. Adapting the system to new requirements, keperluan yang selalu berkembang

menimbulkan keperluan akan perbaikan berkelanjutan dalam sistem informasi

agar sistem yang ada dapat terus mengikuti perubahan yang terjadi.

Untuk melaksanakan aktivitas ini diperlukan feedback dari pengguna dan

permasalah yang mengindikasikan waktu yang tepat untuk melaksanakan

perbaikan dan pengembangan lebih lanjut.

2.11 PENELITIAN SEBELUMNYA

Beberapa perancangan yang menggunakan mikrokontroler telah di

lakukan oleh peneliti terdahulu. Hasil perancangan Andi Setiawan (2008),

Universitas Diponogoro tentang rancang bangun otomatisasi pengukuran

kecepatan kendaraan bermotor mengunakan Borland Delphi dan mikrokontroler

ATMega 8535. Perancangan memanfaatkan mikrokontroler ATMega8535 sebagai

pengendali Interfacing antara modul pengukur kecepatan kendaraan bermotor

dengan computer menggunakan port serial (COM 1).

II-38


commit to user

Wirawan Aditya (2007), Universitas Islam Indonesia tentang pengendali

motor stepper via usb interface berbasis mikrokontroler ATMega 8535.

Perancangan ini menggunakan mikrokontroler sebagai interface computer melalui

antarmuka USB dengan motor stepper menggunakan komunikasi RS232 sebagai

sarana teknologi dan RS485 dirancang agar peralatan-peralatan komunikasi dapat

berkomunikasi pada serial dalam satu jaringan multidrop atau kemampuan untuk

menghubungkan banyak peralatan dalam satu jaringan dengan sistem komunikasi

searah half duplex (komunikasi 2 arah secara bergantian). Komunikasi RS232

atau serial merupakan komunikasi yang digunakan pada peralatan elektronika

berbasis mikrokontroler dengan PC.

Andry Setyo A dan Bambang Sutopo (2007), Universitas Gadjah Mada

tentang kendali kecepatan motor dc berdasarkan perubahan jarak mengunakan

pengendali logika fuzzi berbasis mikrokontroler at89c51. Dalam perancangan ini

Sistem mikrokontroler bekerja dengan ragam operasi keping tunggal sehingga

tidak diperlukan memori eksternal. Siklus mesin mikrokontroler diatur

menggunakan kristal 12 MHz sehingga kecepatan siklus mesin menjadi 12

MHz/12 = 1 MHz, yang artinya periode detak waktunya 1 mikrodetik.

Mikrokontroler bertugas mengatur operasi perangkat keras lain, meliputi

pengukur jarak dan penguat motor. P1.5 terhubung ke kaki reset bagian pengirim

untuk mengatur pemancaran sinyal. Kaki INT0 terhubung ke keluaran sistem

penerima sehingga informasi diterimanya sinyal pantul diperoleh. P3.6 terhubung

ke pin enable penguat L293D untuk mengatur aktivasi penguat. P2.6 dan P2.7

terhubung ke masukan 1 dan 2 penguat sebagai masukan H-brigde yang

menggerakkan motor.

Yunia Dwie Nurcahyanie (2009), Institut Teknologi Surabaya tentang

pengembangan perancangan produk meja computer modular untuk mendukung

green life-cycle engineering. Dalam perancangan ini metode FAST digunakan

untuk Analisis Struktur Modular berdasarkan Fungsi Menggunakan Metode FAST

dan Penelusuran fungsi Meja Komputer Modular menggunakan metode FAST.

Etty Mardiyanti (2009), Universitas Diponogoro tentang sistem informasi

obat untuk mendukung monitoring distribusi obat pada pasien rawat inap.

Pengembangan sistem berdasarkan langkah-langkah FAST (Framework for the

II-39


commit to user

application of systems techniques ). Desain penelitian ini adalah one group pre

test post test. Subjek penelitian adalah direktur, kepala instalasi farmasi, kepala

bidang penunjang, dan petugas instalasi farmasi.

II-40


commit to user

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian ini merupakan proses yang terkait satu sama lain

secara sistematis yang menunjukkan bahwa hasil dari tiap tahapan dapat menjadi

masukan pada tahap berikutnya.

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Penentuan Tujuan dan Manfaat

Studi Pustaka Studi Lapangan

Preliminary Investigation(Investigasi awal untuk

merancang sebuah sistem )

Problem analysis(Menganalisa masalah yang

terdapat di lapangan)

Requirement Analysis(Menganalisa kebutuhan

perusahaan)

Decision Analysis(Menganalisa keputusan yang

akan diambil berdasarkan solusi)

A

Gambar 3.1 Metodologi penelitian

III-1


commit to user

Design (Mentransformasikan requrement menjadi spesifikasi perancangan)

Perancangan Hardware :1. rangkaian sistem kendali mikrokontroler2. rangkaian sistem kendali motor vibrator

Perancangan Program1.Algoritma LCD2.Algoritma keluaran kendali motor sentrallock3.Algoritma keluaran kendali relay 220V 5A

A

Contruction(Proses pengujian pada setiap

komponen dan secara keseluruhan)

Verifikasi Hardware ValidasiDownloadingProgram

Implementation, Operation and support stage(Proses penerapan sistem, pengoperasian sistem

dan sistem pendukung SOP)

Analisis dan interpretasi hasil

Kesimpulan dan saran

Gambar 3.1 Metodologi Penelitian (lanjutan)

Penelitian yang dikembangkan dalam tugas akhir ini dilakukan

berdasarkan tahapan yang diterapkan menggunakan metode FAST (Framework

for the Application of System Techniques) seperti yang ditunjukkan pada gambar

3.1. Proses perancangan merupakan salah satu bentuk khusus dari beberapa

III-2


commit to user

alternatif pemecahan masalah yang ada. Di bawah ini dijelaskan mengenai hal

yang dilakukan dalam tahap pendefinisian awal hingga tahapan akhir dari desain.

3.1 IDENTIFIKASI MASALAH

Pada tahap ini masalah penelitian merupakan suatu pertanyaan yang belum

dapat dijawab. Oleh karna itu dilakukan studi pendahuluan tentang latar belakang

perlunya sistem kendali pada lantai getar. Penjelasan latar belakang telah

diuraikan pada bab 1.

Berdasarkan latar belakang di atas maka perumusan masalahnya adalah

bagaimana merancang sistem kendali pada lantai getar, agar diperoleh spesifikasi

ukuran dimensi alat yang dapat dioperasikan dilingkungan Laboratorium

Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik Industri Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3.1.1Studi Pustaka

Sebelum perancangan dimulai, diperlukan hal apa saja yang dapat

mendukung perancangan sistem kendali. Mengidentifikasi hal-hal tersebut

dilakukan studi pustaka dan studi lapangan. Pada tahap ini studi pustaka dilakukan

untuk memperoleh informasi pendukung yang diperlukan dalam penyusunan

laporan penelitian, yakni mempelajari literatur, buku, internet, jurnal, dan

penelitian yang berkaitan. Teori yang harus dikuasai dalam studi pustaka ini yaitu

teknik dasar kelistrikan, karakteristik mikrokontroler, elektronika digital dan

pembuatan program basic compiller (BASCOM).

3.1.2Studi Lapangan

Studi lapangan dilakukan untuk memperoleh informasi yang diperlukan

untuk perancangan sistem kendali lantai getar. Informasi ini berupa data kualitatif

dan data kuantitatif yang digunakan pada pengolahan data selanjutnya. Pada tahap

ini dilakukan pengumpulan data yang digunakan perancangan sistem kendali

otomatis pada lantai getar. Data yang dikumpulkan yang didapatkan langsung dari

studi lapangan pada penelitian ini adalah identifikasi keperluan sistem kendali,

keperluan perancangan sistem kendali lantai getar, dan rancangan sistem kendali

lantai getar. Data mengenai studi lapangan yang didapatkan, sebagai berikut:

III-3


commit to user

1. Identifikasi keperluan sistem kendali otomatis.

Identifikasi alat dilakukan dengan melakukan pengamatan alat lantai getar

yang sudah ada. Pengamatan dilakukan melalui proses wawancara dengan

ketua Jurusan Teknik Industri, asisten Laboratorium Perancangan Sistem

Kerja dan Ergonomi dan pengamatan langsung di Laboratorium Ergonomi

Universitas Islam Indonesia.

2. Keperluan perancangan sistem kendali lantai getar.

Analisa keperluan perancangan sistem kendali lantai getar dilakukan setelah

melakukan pengamatan lantai getar yang sudah ada dan dari hasil wawancara.

Dari analisis tersebut, selanjutnya diidentifikasi kerperluan yang digunakan

sebagai acuan dalam perancangan sistem kendali otomatis. Menggunakan

acuan ini, diharapkan sistem kendali yang dirancang memenuhi keperluan

kekurangan atau kelemahan dari sistem kendali lantai getar yang ada sekarang

ini.

3. Rancangan sistem kendali lantai getar.

Tahapan perancangan sistem kendali otomatis menyesuaikan dengan

rancangan mekanisme lantai getar yang telah ditentukan. Perancangan sistem

kendali meliputi dimensi alat dan spesifikasi alat.

3.2 FRAMEWORK FOR THE APPLICATION SYSTEMS TECHNIQUES (FAST)

Tahapan Framework for the Application System Techniques (FAST)

masing-masing memerlukan input, baik yang berupa data observasi maupun hasil

pengolahan data tahapan sebelumnya. Semua input dan output yang dihasilkan

menimbulkan hubungan atau keterkaitan yang berujung pada hasil rancangan

sistem kendali.

3.2.1 Preliminary Investigation

Tahap pertama yang dilakukan adalah preliminary invertigation, dimana

pada tahap ini merupakan tahap awal dari pengembangan sistem yang di buat.

Pada tahap ini investigasi awal yang dilakukan dengan proses wawancara dan

tinjauan langsung. Proses wawancara dilakukan dengan mewawancarai ketua

III-4


commit to user

jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret dan perancang lantai getar.

tinjauan langsung pada lantai getar yang terdapat pada Universitas Islam

Indonesia. Tahap ini bertujuan untuk mengetahui masalah, peluang dan tujuan

pengguna, mengetahui ruang lingkup yang dikerjakan, mengetahui kelayakan

perencanaan proyek. Pada dasarnya tahap ini adalah tahap awal yang dilakukan

pada laporan penelitian ini yang meliputi latar belakang, perumusan masalah,

penentuan tujuan dan manfaat, studi pusataka, studi lapangan dan identifikasi

masalah.

3.2.2 Problem Analysis

Pada tahap ini dijelaskan analisa masalah yang ada dilapangan. Tahap ini

merupakan pengembangan dari tahap pertama yang bertujuan memberikan

pemahaman yang lebih dalam bagi perancang mengenai permasalah yang

dihadapi. Informasi yang digunakan dalam mempelajari permasalahan yang

dihadapi adalah fakta yang terdapat dalam sistem mekanik lantai getar, masalah,

akibat, penyebab dari permasalahan.

3.2.3 Requirement Analysis

Tahap ini dilakukan bila pengguna menyetujui untuk melanjutkan proyek.

Pekerjaan pada tahap ini adalah mendefinisikan hal-hal yang perlu dilakukan oleh

sistem, apa yang diperlukan dan diinginkan oleh pengguna pada sistem. Input dari

tahap ini adalah sistem improvement objective yang dihasilkan pada tahap

sebelumnya yang kemudian perancang mengumpulkan dan mendiskusikan

keperluan dan prioritas berdasarkan informasi yang diperoleh dari proses

wawancara. Pada tahap ini ditunjukan rekapitulasi hasil wawancara yang telah

dilakukan dengan permasalahan yang dibahas pada tahap problem analysis.

3.2.4 Decision Analysis

Dicision analysis adalah melakukan analisis terhadap keputusan yang akan

diambil berdasarkan penyelesaian yang ditawarkan. Analisis keputusan terdapat

berbagai alternatif untuk mendesain sistem kendali. Alternatif yang diajukan

mengenai penggunaan mikrokontroler, display dan motor penggetar.

III-5


commit to user

3.2.5 Desain

Setelah didapatkan persetujuan dari customer dan pengguna, maka mulai

dilakukan proses desain dari sistem kendali. Tujuan dari tahap ini adalah

mentransformasikan business requirement statement menjadi spesifikasi desain

untuk proses konstruksi. Pada tahap ini diperrlukan ide dan opini dari pengguna

dan customer. Desain sistem kendali terdiri dari dua bagian yaitu desain hardware

dan desain program. Hardware dalam hal ini merupakan rangkaian sistem kendali

yang mengendalikan komponen penggerak dan pengaturan pada lantai getar,

sedangkan program berfungsi sebagai logika sistem kendali dalam melakukan

kendali.

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan alat, bahan dan data yang

digunakan untuk perancangan modul sistem kendali pengubah kecepatan putaran

motor induksi tiga fasa pada lantai getar yang dijelaskan, sebagai berikut:

1. Perancangan hardware.

Langkah pertama yang dilakukan dalam perancangan hardware untuk sistem

kendali pengubah kecepatan ini adalah menentukan komponen elektro dan

elektronika yang digunakan baik yang berupa mikrokontroler hingga

komponen lain seperti kontaktor, inverter dan relay, mendesain layout

elektronika inti dan pendukung dalam satu papan PCB, dan merangkai semua

komponen yang diperlukan di atas papan PCB. Mendesain rangkaian logika

pengatur arah putaran motor.

2. Perancangan program.

Perancangan program dilakukan dengan mengunakan bahasa BASCOM untuk

memprogram mikrokontroller agar menampilkan menu pada LCD yang dapat

membantu operator dalam mengatur mekanisme gerakan yang menghasilkan

gerakan horisontal, vertikal dan mix (horisontal dan vertikal) yang mana semua

input di lakukan dengan keypad 4x4. Program ini yang nantinya

mengsingkronisasikan komponen elektronika yang dipergunakan sesuai

dengan keperluan dalam mengatur kecepatan motor.

III-6


commit to user

3.2.6 Pembangunan Sistem Kendali (Contruction)

Tahap pembangunan adalah tahap melaksanakan pengujian pada setiap

komponen sistem secara individu dan sistem secara keseluruhan. Tujuan dari

tahap ini adalah membangun dan menguji sistem kendali yang memenuhi

permintaan dan spesifikasi dari desain yang dibuat, mengimplementasikan

penghubung antara komponen pengendali dan sistem mekanik lantai getar.

Penjelasan mengenai hal-hal yang dilakukan dalam tahap ini, sebagai berikut:

1. Verifikasi hardware.

Pada tahap ini dilakukan pengecekan pada seluruh komponen elektro dan

elektronika yang dirangkai. Hal ini diperlukan mengurangi kesalahan fungsi

dalam rangkaian serta penempatan komponen elektronika.

2. Downloading.

Pada tahap ini adalah tahap pemindahan program dari bahasa BASCOM ke

bahasa Assembler hingga diakusisi perintah dalam mikrokontroler. Dalam

bentuk bahasa Assembler program di download kedalam mikrokontroler agar

berfungsi sebagai pusat data dan perintah untuk medapat mengubah kecepatan

dan gerak motor.

3. Assembling.

Pada tahap ini adalah tahap penyatuan dari hardware kendalinya dan

komponen yang dikendalikan hal ini meliputi penyatuan keypad, LCD, dan

output dari mikrokontroler.

4. Validasi.

Untuk validasi berupa troubleshoting hardware dan program secara

keseluruhan baik berupa fungsi komponen, perintah dalam mikrokontroler, dan

hasil yang sesuai dengan arah putaran dan kecepatan motor yang diinginkan.

3.2.7 Implementation, Operation and Support Stage

III-7


commit to user

Tahap implementation adalah tahap penerapan hasil dari perancangan

sistem kendali yang di buat ke dalam sistem Laboratorium Perancangan Sistem

Kerja dan Ergonomi untuk mendapatkan kondisi yang sesuai keperluan

laboratorium, input dari tahap ini adalah sistem fungsional dari tahap konstruksi.

Perancang mampu membantu menjelaskan tentang cara penggunanaan dan

melakukan tes akhir.

Tahap operation and support stage adalah tahap dimana perancang

membangun sistem pendukung teknis bagi para pengguna, seperti keperluan

maintenance dan kesalahan dalam pengoperasian. Aktifitas yang dilakukan

daalam sistem pendukung adalah assisting users, fixing software.

3.3 TAHAP ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada tahap ini dilakukan analisis dan interpretasi hasil terhadap alat yang

dirancang agar dapat ditarik kesimpulan dan penyelesaian masalah dan analisis

yang dilakukan adalah hasil dari kecepatan motor, arah gerakannya dan arah

putaran motor.

3.4 TAHAP KESIMPULAN DAN SARAN

Setelah dilakukan analisis maka ditarik kesimpulan dari hasil perancangan

kendali pengubah kecepatan pada system kendali otomatis pada lantai getar

berbasis mikrokontroller AVR ATMega32 dengan memperhatikan tujuan yang

dicapai dari penelitian dan saran untuk penelitian selanjutnya.

III-8


commit to user

BAB IV

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini membahas proses pengumpulan data dan proses pengolahan data

sesuai dengan rumusan masalah dan tujuan yang dicapai dari penelitian ini.

Bagian pertama membahas proses pengumpulan data. Bagian kedua membahas

proses pengolahan data. Keduanya dilakukan sebagai dasar dalam memberikan

analisis terhadap penyelesaian permasalahan yang dihadapi.

4.1 PENGUMPULAN DATA

Tahap pengumpulan data ini dilakukan guna mendapatkan data awal untuk

penentuan komponen elektrik yang menjadi dasar dalam merancang sistem

kendali kecepatan putaran motor induksi tiga fasa dan pengaturan mekanisme

pergerakan lantai getar. Penyelesaian masalah dilakukan dengan mengunakan

metode FAST (framework for the application of systems techniques). Sama

dengan metode komersil lainnya, metode FAST mengandung fasa pengembangan.

Output dari metodologi pengembangan adalah penyelesaian penyelesaian yang

dapat membantu menyelesaikan masalah, peluang.

Pada tahap-tahap pengumpulan data lebih lengkap dapat dilihat pada sub-

bab selanjutnya. Metode untuk mendapatkan data awal dilakukan dengan

investigasi awal (preliminary investigation) dengan cara wawancara dan tinjauan

langsung di Laboratorium Ergonomi Universitas Islam Indonesia, menganalisis

masalah yang terdapat di lapangan (problem analysis).

4.1.1 Preliminary Investigation

Infestigasi awal merupakan pekerjaan yang mengacu pada hasil dalam

perencanaan produk yang menghasilkan produk atau alat lengkap dengan analisa

produk. Prinsip dasar pengadaan alat adalah semakin diperlukan efisisensi dan

akurasi dalam mengoperasikan alat atau mesin sehingga dapat mempermudah

kerja operator dan mengurangi dampak kesalahan manusia.

Informasi tentang sistem kendali yang sesuai dengan pergerakan

mekanisme lantai getar diperoleh dari wawancara dengan pengguna sistem

IV-1


commit to user

kendali pengguna yang dimaksud dalam hal ini adalah perancang mekanisme

lantai getar. Lantai getar memerlukan kendali pengubah frekuensi putaran motor

agar motor dapat menghasilkan getaran yang berbeda, otomasi yang diperlukan

adalah pengendalian timer pengoperasian lantai getar dan mekanisme pergerakan

lantai getar. Mengacu pada prinsip dasar pengadaan alat diatas, maka diterapkan

sistem kendali pada mekanisme lantai getar fokus pada pengatur kecepatan motor

penggetar dan mekanisme gerakan.

4.1.2 Problem Analysis

Problem analysis dilakukan dengan mengidentifikasi masalah mengenai

rancangan sistem kendali lantai getar. Identifikasi dilakukan dengan melihat

komponen yang dikendalikan. Komponen yang dikendalikan adalah motor

sentrallock dan motor penggetar. Motor sentrallock digunakan untuk mengunci

pergerakan mekanisme lantai getar khususnya untuk modus pergerakan

horisontal, dari wawancara yang dilakukan dengan pengguna didapatkan masalah

bahwa pengguna menginginkan pada saat awal lantai getar beroperasi motor

sentrallock mengunci, hal ini berkaitan dengan mekanisme lantai getar yang

menggunakan pegas. Kemudian dalam menentukan modus gerakan lantai getar

pengguna menginginkan sistem otomatis dalam menentukan hal tersebut. Selain

mengendalikan motor sentrallock, pengguna juga menginginkan kendali dapat

mengatur kecepatan putar dan arah putaran dari motor penggetar yang dapat

difariasikan kanan dan kiri.

4.2 PENGOLAHAN DATA

Tahap pengolahan data merupakan kelanjutan dari tahap pengumpulan

data. Pada tahap pengumpulan data lebih lengkap dapat dilihat pada sub-bab

selanjutnya. Melakukan analisa terhadap keperluan (requirement analysis),

melakukan analisa terhadap keputusan yang diambil berdasarkan penyelsaian

yang ditawarkan (decision analysis), proses desain dari sistem (design),

melaksanakan pengujian pada komponen sistem secara individu dan sistem secara

keseluruhan (construction), menerapkan hasil rancangan yang disusun sedemikian

IV-2


commit to user

rupa ke dalam sistem (implementation) dan pendukung teknis berkelanjutan bagi

para pengguna.

4.2.1 Requirement Analysis

Pekerjaan pada tahap ini adalah mendefinisikan apa saja yang perlu

dilakukan oleh sistem, apa yang diperlukan dan diinginkan oleh costumer dari

sistem baru. Tahap ini memerlukan perhatian yang besar karena jika terjadi

kesalahan dalam menerjemahkan keperluan dan keinginan pengguna sistem maka

dapat mengakibatkan adanya rasa tidak puas pada sistem final dan perlu diadakan

modifikasi yang tentunya akan kembali mengeluarkan biaya. Pada tahap ini

pengumpulan informasi tentang apa saja yang diperlukan oleh sistem kendali

dilakukan melalui proses wawancara.

Fungsi sistem kendali adalah mengendalikan putaran motor penggerak dan

pergerakan mekanisme lantai getar agar dihasilkan getaran yang sesuai. Selain itu

penerapan sistem kendali pada lantai getar agar didapatkan efisiensi dan ketepatan

agar dampak kesalahan manusia dapat dikurangi.

Faktor-faktor yang menyusun dalam ketersediaan perancangan sistem

kendali pengubah kecepatan motor. Faktor tersebut adalah pengendali dan

rangkaian elektris dapat diuraikan, sebagai berikut:

1. Pengendali.

Pengendali pada perancangan ini menggunakan dua kendali yaitu

mikrokontroler dan inverter yang memiliki fungsi masing-masing.

Mikrokontroler berfungsi sebagai rangkaian pengatur perwaktuan dan

mekanisme pergerakan getaran lantai getar horisontal, vertikal dan mix

(horisontal dan vertikal). Mikrokontroler berkerja dengan baik jika

mendapatkan tegangan 3-6 volt dan arus sekitar 2 ampere. Pengatur kecepatan

motor digunakan inverter 3 fasa yang mengubah masukan listrik PLN 1 fasa

menjadi 3 fasa dengan tegangan tetap 220volt dan mengatur frekuensi masukan

untuk mengubah kecepatan motor induksi 3 fasa.

2. Rangkaian pendukung.

Merupakan rangkaian untuk mendukung kerja sistem kendali sehingga bekerja

dengan baik. Rangkaian pendukung ini dapat berkerja dengan baik jika

IV-3


commit to user

dirangkai sesuai dengan datasheet dari masing-masing komponen elektro dan

elektronika.

4.2.2 Decision Analysis

Pada tahap ini terdapat beberapa penyelesaian alternatif yang akan dipilih

untuk memenuhi keperluan sistem dimana tahap ini bertujuan untuk

mengidentifikasi kandidat penyelesaian sesuai kelayakan, merekomendasikan

sebagai kandidat sistem yang akan di kembangkan. Alternatif pemilihan

penyelesaian yang ada pada perancangan sistem kendali, yaitu:

1. Pemilihan model sistem kendali yang sesuai dengan mekanisme lantai getar.

2. Pemilihan display.

Alternatif keperluan dari perangkat display sebagai penampil informasi dan

monitoring terdiri dari lampu LED, LCD touchscreen dan LCD 16x2.

Pemilihan display untuk mendukung monitoring pengendalian yaitu LCD

16x2, dengan pertimbangan ketersedian komponen, mampu menampilkan

informasi secara detail dan harga yang murah.

3. Pemilihan motor penggetar.

Alternatif penentuan motor penggetar lantai getar terdiri dari motor DC 12volt,

motor AC induksi dan motor vibrator. Pemilihan motor penggetar untuk

mendukung kinerja dari lantai getar adalah motor vibrator dengan

pertimbangan beban unbalance yang sudah ada sehingga tidak diperlukan lagi

perhitungan beban unbalance, dimensi motor dan electrikal motor.

4. Pemilihan chip pengendali.

Alternatif penentuan chip pengendali terdirii dari mikrokontroler AT89S51,

ATMega8535, ATMega32, ATMega64. Pemilihan chip pengendali sebagai

chip yang mengendalikan input dan output adalah ATMega32 dengan

pertimbangan kapasitas memori internal yang besar, karaktersitik chip yang

mudah dipahami dan tersedia banyak dipasaran.

IV-4


commit to user

4.2.3 Proses Perancangan (Design)

Tahap-tahap dalam perancangan sistem kendali otomatis lantai getar untuk

mendukung kinerja lantai getar adalah perancangan hardware dan perancangan

software. Tahapan tersebut, yaitu:

1. Perancangan Hardware

Perancangan hardware meliputi perancangan sistem elektrik pengendali

kecepatan motor vibrator dan sistem elektronika pengendali sentrallock, kendali

waktu, kendali arah putaran motor vibrator dan kendali input output.

Powe Supply 2 - 6 volt

Keypad 4x4

LCD 16x2

Mikrokontroller ATMega32

Motor DC(centrallock)

Relay 220v 5A

Inverter(1 fasa ke 3

fasa)

Listrik PLN 1 fase 220 volt

Kontaktor

Motor induksi 3 fase

Sensor limitswicth

Gambar 4.1 Diagram blog sistem kendali

Perancangan sistem kendali dapat dilihat pada gambar 4.1 diagram blog

sistem kendali yang menjelaskan fungsi dari setiap sistem. Mikrokontroler

berfungsi mengendalikan input dari keypad, sensor limitswitch, output rangkaian

relay, motor sentrallock dan LCD. Inverter berfungsi mengendalikan frekuensi

guna mengubah kecepatan putar motor penggetar yang berefek pada getaran lantai

getar.

Jenis komponen yang digunakan dalam perancangan sistem kendali

pengubah kecepatan pada sistem kendali otomatis pada lantai getar berbasis

mikrokontroler ATMega32 dapat dilihat pada tabel 4.1.

IV-5


commit to user

Tabel 4.1 Jenis komponen

1 Mikrokontroller ATMega32 1 pcs2 LCD 16x2 1 pcs3 Keypad 4x4 1 pcs4 IC 7805 - 1 pcs5 Relay 12 volt 10 ampere 7 pcs6 Ouptocopler - 4 pcs7 PCB 20x20cm 2 pcs8 Box plastik 18x11cm 1 pcs9 Kabel 3 phase 10m 10 m

10 Motor Vibrator 3 Phase ø 94 mm, panjang 211 mm, tinggi 136 mm 2 pcs11 Inverter 2 hp, 1 to 3 phase 1 pcs12 Kabel 3 phase ø 10 mm 10 m13 Kontaktor + Overload relay Mitsubshi (SN-10) 4 pcs14 MCB 6A 1 pcs15 Push button - 4 pcs16 Box (40 x 30 x 15) cm 1 pcs17 Motor sentrallock - 4 pcs

No Bahan yang diperlukan Ukuran Jumlah Satuan

1 Mikrokontroller ATMega32 1 pcs2 LCD 16x2 1 pcs3 Keypad 4x4 1 pcs4 IC 7805 - 1 pcs5 Motor Vibrator 3 Phase ø 94 mm, panjang 211 mm, tinggi 136 mm 2 pcs6 Inverter 2 hp, 1 to 3 phase 1 pcs7 Kabel 3 phase ø 10 mm 10 m8 Kontaktor + Overload relay Mitsubshi (SN-10) 4 pcs9 MCB 6A 1 pcs10 Push button - 4 pcs11 Box (40 x 30 x 15) cm 1 pcs12 Motor sentra lock - 4 pcs

No Bahan yang dibutuhkan Ukuran Kebutuhan Satuan

Komponen pada tabel 4.1 merupakan komponen penyusun dari rangkaian

elektro dan elektronika.. Komponen tersebut kemudian melalui proses

perangkaian agar didapatkan rangkaian pendukung dari system kendali lantai

getar, sebagai berikut:

a. Rangkaian Mikrokontroler ATMega 32

Pengendali yang dirancang adalah menggunakan mikrokontroler dan

bekerja dalam ragam single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang

tidak memerlukan memori luar karena ROM untuk menyimpan sandi sumber

masih mampu untuk menampung program serta penggunaan RAM yang masih

ditampung oleh RAM dalam dan tidak memerlukan komponen tambahan seperti

PPI, karena penggunaan port mikrokontroler hanya 4 port yaitu keluaran sinyal

penggerak, masukan keypad, keluaran penampil, pin RS dan pin enable dari LCD

penampil. Kristal yang digunakan untuk pengoperasikan mikrokontroler adalah 8

MHz. Port yang digunakan pada sistem, yaitu Port C (PC0..PC7) digunakan

sebagai masukan keypad, Port D (PD0..PD6) digunakan mengambil masukan

dari sensor, dan Port B (PB0..PB7) digunakan menampilkan data imformasi pada

IV-6


commit to user

lcd, Port A (PA0..PA1) digunakan untuk output guna mengatur relay 1 dan 2. Port

pada mikrokontroler dalam rangkaian ini dihubungkan dengan header doublé 8

pin sebagai komponen komunikasi mikrokontroler terhadap hardware input dan

output yang digunakan.

Gambar 4.2 Rangkaian mikrokontroler ATMega32

Gambar 4.3 PCB rangkaian mikrokontroler ATMega32

IV-7


commit to user

Penggunaan IC 7805 pada rangkaian mikrokontroler bertujuan mengatur

supply listrik yang diperlukan mikrokontroler untuk operasi baca dan tulis.

Operasi baca dan tulis akan optimum dilakukan jika supply listrik mencapai

5-7volt DC, apabila supply listrik kurang dari 7volt maka opersi baca dan tulis

mikrokontroler kurang optimum, begitu sebaliknya apabila supply listrik yang

diterima lebih dari 7 volt komponen mikrokontroler akan mengalami kerusakan.

b. Display

Sebagai penampil data dalam perancangan ini adalah M1632 LCD yang

mempunyai konfigurasi 2 baris dan 16 kolom karakter berfungsi sebagai penampil

data imformasi yang di tuliskan. Dengan adanya konfigurasi 2 baris dan 16

kolom, tampilan pada LCD dapat menampung 32 karakter. Namun, jumlah

karakter yang diketik tidak hanya mencapai 32, pada karakter ke 33, M1632 LCD

akan terhapus dan karakter ke 33 akan tampil pada kolom pertama baris pertama

kembali.

Gambar 4.4 Interface LCD dengan mikrokontroler ATMega32

Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN

dinamakan enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sedang

mengirimkan sebuah data. Mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN

harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW.

Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk

sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan

berikutnya set EN ke logika low “0” lagi. Jalur RS adalah jalur register select.

IV-8


commit to user

Ketika RS berlogika low “0”, data dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi

khusus (seperti clear screen, posisi kursor). Ketika RS berlogika high “1”, data

yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Selain

menampilkan karakter atau angka sesuai keyboard.

c. Input

Matrik Keypad 4×4 merupakan susunan 16 tombol membentuk keypad

sebagai sarana masukkan atau input mikrokontroler, jumlah tombol pada keypad

4x4 ada 16, keypad hanya memerlukan 8 port, seperti terlihat dalam gambar 4.6

bentuk fisik keypad 4x4.

Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4

Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad

Gambar 4.7 rangkaian dasar keypad menjelaskan tentang keypad matriks

yang terdiri dari 4 kolom dan 4 baris. Penggunaan keypad matriks memungkinkan

jumlah input sampai 2 x lipat dari input sesungguhnya. Keypad 4x4 hanya

memiliki alokasi 8 port input mikrokontroler, sehingga menggunakan keypad

IV-9


commit to user

matriks dapat mengkombinasikan logika input hingga mencapai 16 input hanya

dengan menggunakan 8 bit mikrokontroler. Ketika tombol CAN ditekan maka

arus mengalir dari kolom1 ke baris 4 dengan begitu mikrokontroler dapat

mengetahui tombol tersebut aktif sedangkan tombol lain mati.

d. Kendali Motor Centrallock

Kendali motor centralock menggunakan kemampuan mikrokontroler

sebagai pengganti saklar mengunakan relay 12volt yang mengaktifkan logika

aktif high dan aktif low.

IV-10


commit to user

Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock

IV-11


commit to user

Gambar 4.8 PCB rangkaian kendali motor sentrallock

Rangkaian kendali menggunakan 4 relay 12volt yang terhubung dengan

mikrokontroler. Mikrokontroler mengaktifkan relay dengan memberikan logika

aktif high 1 untuk mengaktifkan relay agar kontak pada relay memberikan

tegangan masukan pada motor sedangkan aktif low 0 mengaktifkan kontak yang

memutus tegangan.

e. Rangkaian Kendali Motor Vibrator

Getaran yang diperoleh pada lantai getar dihasilkan dari perputaran motor

vibrator yang di kedua sisi motornya memiliki beban unbalance. Motor vibrator

ini bergerak karena adanya tegangan listrik yang diberikan, motor vibrator

membutuhkan tegangan listrik 3 fasa sedangkan listrik yang tersedia di

Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi 1 fasa. Digunakan

inverter yang memiliki fungsi ganda yaitu sebagai converter listrik 1 fasa menjadi

3 fasa dan juga mengubah frekuensi tagangan masukan agar kecapatan motor

dapat di ubah-ubah.

Inverter VF-NC3 adalah inverter buatan Toshiba yang dapat digunakan

pada listrik 1 fasa dengan tegangan 220volt. Inverter ini membutuhkan rangkaian

logika kendali agar dapat berfungsi, kendali menggunakan 4 buah kontaktor

SN-10 yang memiliki 4 NC dan 4 NO, rangkaian kendali dapat dilihat pada

gambar 4.8 rangkaian kendali motor vibrator.

2. Perancangan Logika Program

Sistem kendali lantai getar memanfaatkan kehandalan mikrokontroler

sebagai chip cerdas yang mampu mengendalikan input dan output. Mikrokontroler

dapat berfungsi setelah melewati beberapa tahap yaitu tahap pembuatan hardware

dan software. Dalam hal ini pembuatan software mikrokontroler menggunakan

salah satu bahasa pemograman mikrokontroler tingkat tinggi yaitu BASCOM

(Basic Compiler).

Program dibuat melalui beberapa tahap, tahap ini dilakukan untuk menguji

apakah program dan hardware dapat berkomunikasi dengan benar. Tahapan

IV-12


commit to user

tersebut dibagi mejadi 3 bagian yaitu melakukan tes komponen display, input dan

output, sebagai berikut:

a. Program baca LCD

Display yang digunakan adalah LCD 16x2 yang mempunyai 16 baris dan

2 kolom yang dapat diisi sebanyak 32 karakter dimana setiap kolom memiliki

16 karakter. Agar LCD dapat dikenali mikrokontroler maka terlebih dahulu

dilakukan inisialisasi pada program yang dibuat. Pin kaki yang digunakan pada

mikrokontroler adalah port b yang dituliskan pada listing program, sebagai

berkut:

$regfile = "32def.dat"

$crystal = 8000000

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 =

Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0

Config Lcd = 16 * 2

Cursor Off

Cls

Upperline : Lcd " SIMULASI "

Lowerline : Lcd " LANTAI GETAR "

Waitms 500

Cls

end

tampilan yang dihasilkan adalah berupa karakter yang bertuliskan ‘simulasi lantai’

getar yang tampil dengan durasi 500 ms, dapat dilihat pada gambar 4.10 AVR

simulasi.

IV-13


commit to user

Gambar 4.9 AVR simulasi

Pada baris pertama yang dimulai pada kolom 5 sampai dengan kolom 12

berisikan karakter yang bertuliskan “simulasi”. Sedangkan pada baris kedua yang

dimulai pada kolom 3 sampai kolom 14 berisikan karakter yang bertuliskan “

lantai getar”, lama tampilan pada lcd di atur selama 500ms yang kemudian LCD

kembali dalam keadaan kosong. Setelah program di compile dan tidak terjadi

kesalahan pada listing proggramnya, kemudian program di tuliskan kedalam

mikrokontroler menggunakan AVRDude GUI, setelah penulisan selesai tampilan

pada display LCD dapat dilihat pada gambar 4.11 Display LCD.

Gambar 4.10 Display LCD

b. Program Baca Keypad

Keypad 4x4 memiliki 16 tombol yang mempunyai fungsi masing-masing,

keypad ini meiliki 8 pin komunikasi dimana 4 pin C dan 4 pin R yang

IV-14


commit to user

dihubungkan dengan mikrokontroler menggunakan port c atau port input. agar

fungsi dari 16 tombol tersebut dapat digunakan, maka diperlukan konfigurasi

keypad yang dituliskan pada listing program, sebagai berikut:


$crystal = 8000000

Declare Sub Baca_tombol

Config lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 = Portb.5

, E = Portb.1 , Rs = Portb.0 'LCD

Config lcd = 16 * 2

Config Kbd = Portc

Const Cancel = 10

Const Enter = 11

Const Correct = 12

Const Menu = 13

Const Up = 14

Const Down = 15

Dim Data_tombol As Byte

Cursor Off

Cls

Do

Baca_tombol

Upperline : Lcd Data_tombol ; " "

Loop

Sub Baca_tombol

Data_tombol = Getkbd()

Select Case Data_tombol

Case 0 : Data_tombol = 1



Case 3 : Data_tombol = Cancel


IV-15


commit to user







Case 11 : Data_tombol = Enter

Case 12 : Data_tombol = Correct

Case 13 : Data_tombol = Menu

Case 14 : Data_tombol = Up

Case 15 : Data_tombol = Down

End Select

End Sub

Komunikasi keypad dengan mikrokontroler menggunakan port c yang dituliskan

pada program Config Kbd = Portc. Kemudian inisialisasi keypad sesuai dengan

rangkaian dasar dari keypad dilakukan pada listing program terakhir case 0

sampai dengan case 15. Dalam program baca keypad ini digunakan LCD yang

menampilkan angka 16 sebagai imformasi apabila seluruh tombol keypad telah

terkomunikasi dengan mikrokontroler yang menyatakan 16 tombol telah terbaca.

c. Program Test Relay

Sistem kendali yang dibuat menggunakan relay sebagai kendali dari motor

sentrallock dan kendali putaran motor vibrator. Relay yang digunakan adalah

relay 12 volt DC 10A karena arus yang diperlukan oleh kendali putaran motor

tidak sampai 2A maka relay tersebut dapat digunakan. Ada dua rangkaian relay

yang memiliki fungsi tersendiri, rangkaian pertama yang menggunakan tiga relay

dan rangkaian kedua menggunakan 4 relay yang difungsikan sebagai kendali

sentralock dan rangkaian kendali motor penggetar. Port pada mikrokontroler

yang digunakan adalah port a yang dituliskan pada program ‘Config Porta =

Output’ sebagai output dari mikrokontroler. Dalam penulisan program dilakukan

inisialisasi relay 1 dan relay 2 dengan menuliskan.

IV-16


commit to user


$crystal = 8000000


Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 ,

Db7 = Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0 'LCD

Config Lcd = 16 * 2

Config Kbd = Portc

Config Porta = Output

Relay1 Alias Porta.0


Control Alias Porta.2

Ctrl_m1a Alias Porta.3

Ctrl_m1b Alias Porta.4

Port 0 sampai port 4 digunakan sebagai port output guna mengaktifkan

rangkaian relay 1 dan relay 2 yang output mengaktifkan menu motor 1a dan menu

motor 1b. Kemudahan dalam memilih relay yang diaktifkan, ditambahkan juga

karakter tulisan yang memudahkan operator dalam menentukan relay mana yang

di coba. Kemudahan tersebut dituliskan dalam program, sebagai berikut:

Menu_relay1:

Do

Upperline : Lcd " test "

Lowerline : Lcd "< relay1 >"

Baca_tombol

If Data_tombol = Enter Then

Relay1 = Not Relay1 (Relay1 Alias Porta.0)

Waitms 200

End If

IV-17


commit to user

If Data_tombol = Up Then Goto Menu_motor1b

If Data_tombol = Down Then Goto Menu_relay2

Loop

Menu_relay2:

Do


Lowerline : Lcd "< relay2 >"

Baca_tombol


Relay2 = Not Relay2 (Relay2 Alias Porta.1)

Waitms 200

End If

If Data_tombol = Up Then Goto Menu_relay1

If Data_tombol = Down Then Goto Menu_control

Loop

Menu_control:

Do


Lowerline : Lcd "< control >"

Baca_tombol


Control = Not Control (Control Alias Porta.2)

Waitms 200

End If

If Data_tombol = Up Then Goto Menu_relay2

If Data_tombol = Down Then Goto Menu_motor1a

Loop

IV-18


commit to user

Menu_motor1a:

Do


Lowerline : Lcd "< motor1a >"

Baca_tombol


Ctrl_m1a = Not Ctrl_m1a (Ctrl_m1a Alias Porta.3)

Waitms 200

End If

If Data_tombol = Up Then Goto Menu_control

If Data_tombol = Down Then Goto Menu_motor1b

Loop

Menu_motor1b:

Do


Lowerline : Lcd "< motor1b >"

Baca_tombol


Ctrl_m1b = Not Ctrl_m1b (Ctrl_m1b Alias Porta.4)

Waitms 200

End If

If Data_tombol = Up Then Goto Menu_motor1a

If Data_tombol = Down Then Goto Menu_relay1

Loop

Pada menu relay 1 dan menu relay 2 dituliskan logika mengaktifkan relay

yang mengendalikan motor penggetar, logika ini menggunakan fungsi dari tombol

enter pada keypad yang memberikan perintah pada port a sebagi output untuk

mengaktifkan relay selama 200ms yang dituliskan, sebagai berikut:


IV-19


commit to user

Relay1 = Not Relay1

Waitms 200

End If

Untuk menu relay 2, menu kontrol, motor 1a dan motor 1b logika yang digunakan

sama. Setelah program di compile dan tidak ditemukan kesalahan, kemudian

program dituliskan kedalam mikrokontroler. Setelah dilakukan penulisan

kemudian sistem dijalankan dan dilihat hasilnya dan didapatkan hasil yang sesuai

dengan yang diinginkan.

d. Program tama

Program utama merupakan program gabungan dari semua hasil tes

program yang dilakukan. Program utama diawali dengan penambahan inisialisasi

port input yang digunakan sebagai inputan dari sensor limitswitch yang terpasang

pada mekanisme lantai getar, sensor ini berfungsi memberikan informasi modus

gerakan yaitu vertikal, horisontal dan mix (V+H). Algoritma dari program utama

dapat dilihat pada gambar 4.2 flowchart program mikrokontroler.

IV-20


commit to user

MULAI

Inisialisasihardware

Menampilkan Tulisan

Pembuka

Atur frekuensi

Tekan tombol “enter”

Atur modus gerak

Ada Inputan limitswitch ??

Menampilkan modus yang

dipilih

vertikal horisontal MIX (Vertikal + Horisontal)

tidak

Ya

Ya

tidak

A

Gambar 4.11 Flowchart program mikrokontroler

IV-21


commit to user

Atur arah putaran motor

Ada tombol yang

ditekan??

Atur waktu

Tombol 1(kanan)

Tobol 2 (kiri)tidak

Ya

A

Tekan enter

Menampilkan informasi

Modus peregrakan Arah putaran waktu

Tekan enter

SELESAI

ya

tidak

Ya

tidak

Gambar 4.11 Lanjutan Flowchart program mikrokontroler

IV-22


commit to user

Program dimulai dengan melakukan inisialisasi deklarasi register

mikrokontroler, konfigurasi input output dan deklarasi variabel yang digunakan

dalam memprogram mikrokontroler. Proses penulisan inisialisasi, sebagai berikut:

$regfile = "32def.dat"……………..(inisialisasi mikrokontroler yang digunakan)

$crystal = 8000000…………………..(inisialisai cristal)


Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 =

Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0 'LCD

Config Lcd = 16 * 2…………………………………………………………(inisialisasi port LCD)

Config Kbd = Portc…………………………………………………………….(alamat port keypad)

Config Porta = Output

Config Portd = Input…………………………………………(alamat port input dan output)


Relay2 Alias Porta.1……………………………………(alamat port output relay 1 dan2)

Control Alias Porta.2

Ctrl_m1a Alias Porta.3

Ctrl_m1b Alias Porta.4………………………………………..…….(alamat port kontrol)

Sw_h Alias Pind.5

Sw_v Alias Pind.6

Sw_m Alias Pind.7………………………………………………(pin input sensor limitswitch)

Const Cancel = 10

Const Enter = 11

Const Correct = 12

Const Menu = 13

Const Up = 14

Const Down = 15

Const Vert = 1

Const Hor = 2

IV-23


commit to user

Const Mix = 3……………………………………………...(konfigurasi tombol pada keypad)

Const Kanan = 1

Const Kiri = 2

Ctrl_m1a = 1

Ctrl_m1b = 1

Porta.5 = 1

Porta.6 = 1

Portd = 255

Dim Data_tombol As Byte , X As Byte , Y As Word , Modus As Byte , Arah_motor

As Byte

Dim Menit As Byte , Detik As Byte

Dim Menit_puluhan As Byte , Menit_satuan As Byte

Dim Detik_puluhan As Byte , Detik_satuan As Byte……………(deklarasi variable)

Setelah inisialisasi dilakukan program dilanjutkan dengan menampilkan

tulisan pembuka yang menampilkan informasi tempat penggunaan lantai getar.

Berikutnya dilakukan proses pengaturan frekuensi dengan mengatur frekuensi

pada inverter, setelah proses pengaturan frekuensi kemudian proses dilanjutkan

dengan mengatur gerak dari lantai getar, proses ini membutuhkan interface

dengan sensor limitswicth yang berada pada mekanisme lantai getar. Sensor

memberikan input dengan logika low (0). Pnulisan program, sebagai berikut:

Pengaturan_modus:

Upperline : Lcd "2.Atur Modus "

Lowerline : Lcd " Gerak Mekanik "

Do

Baca_tombol

If Data_tombol = Cancel Then Goto Menu_utama

If Sw_v = 0 Then……………………………………………………………….…(pin input vertikal)

Cls

Upperline : Lcd "Vertikal"

IV-24


commit to user

Modus = Vert

Exit Do

End If

If Sw_h = 0 Then………………………………………………………….…(pin input horisontal)

Cls

Upperline : Lcd "Horisontal"

Modus = Hor

Exit Do

End If

If Sw_m = 0 Then………………………………………………………….…(pin input mix (V+H)

Cls

Upperline : Lcd "Mix (V+H)"

Modus = Mix

Exit Do

End If

Loop

Modus gerak lantai getar telah ditentukan, proses selajutnya dengan

memilih arah putaran motor penggetar yaitu kanan atau kiri. Penulisan program,

sebagai berikut:

Atur_arah_motor:

Lowerline : Lcd "(1)Kanan (2)Kiri"

Do

Baca_tombol

If Data_tombol = 1 Then

Arah_motor = Kanan

Lowerline : Lcd "(1)Kanan "

Wait 1

Exit Do

End If

If Data_tombol = 2 Then

Arah_motor = Kiri

IV-25


commit to user

Lowerline : Lcd " (2)Kiri"

Wait 1

Exit Do

End If

Sistem kendali yang dirancang memanfaatkan fasilitas timer yang ada pada

mikrokontroler. Timer digunakan untuk mengatur lama waktu proses lantai getar

beroperasi yang waktunya di tentukan oleh operator. Progam timer dituliskan,

sebagai berikut:

Atur_waktu:

Upperline : Lcd "3.Atur Waktu"

X = 6

Locate 2 , X : Lcd "00:00"

Cursor Blink

Do

Locate 2 , X

Baca_tombol

If Data_tombol = Cancel Then Goto Atur_arah_motor

If Data_tombol = Down Then

Naikkan_x1:

Incr X

If X = 8 Then X = 9

If X = 11 Then X = 6

End If

If Data_tombol = Up Then

Decr X

If X = 5 Then X = 10

If X = 8 Then X = 7

End If

If Data_tombol >= 0 And Data_tombol <= 9 Then

Select Case X

Case 6 : Lcd Data_tombol

Menit_puluhan = Data_tombol

IV-26


commit to user


Menit_satuan = Data_tombol

Case 9 : If Data_tombol >= 0 And Data_tombol <= 5 Then

Lcd Data_tombol

Detik_puluhan = Data_tombol

End If


Detik_satuan = Data_tombol

End

Pada baris pertama program atur waktu dituliskan logika tampilan pada LCD yang

dituliskan sebagai berikut:

Upperline : Lcd "3.Atur Waktu"

X = 6

Locate 2 , X : Lcd "00:00"

Baris pertama LCD dituliskan 3.atur waktu dan pada baris ke 2 LCD

dituliskan “00:00” dan cursor berkedip. Listing program lengkap dapat dilihat

pada lampiran.

4.2.4 Pembangunan Sistem Kendali (Construction)

Proses pembangunan adalah proses menyatukan setiap rangkaian dengan

modul minimum mikrokontroler ATMega32 dalam hal ini rangkaian yang

dimaksud adalah rangkaian keypad, LCD, motor DC sentrallock dan rangkaian

logika relay untuk mengaktifkan motor induksi tiga fasa. Sesuai datashet

mikrokontroler yang memiliki 40 pin yang terbagi dalam 32 pin input/output, pin

supply dan pin reset, penentuan pin yang digunakan untuk hardware pendukung

seperti keypad, LCD dan rangkaian relay disesuaikan dengan keperluannya.

Dalam perancangan ini digunakan keypad 4x4 yang meiliki 8 pin output

yang dihubungkan pada port c mikrokontroler. Berbeda dengan LCD yang

memiliki 6 pin yang terdiri dari 1 pin VCC, 1 pin GND, dan 4 pin data. LCD

menggunakan supply listrik dan berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui

port b pada mikrokontroler. Rangkaian relay menggunakan port output

IV-27


commit to user

mikrokontroler yaitu port a sedangkan sensor limitswitch menggunakan port d

sebagai port input. Tahap penyatuan hardware dan software, sebagai berikut:

1. Verifikasi Hardware

Verifikasi hardware dimaksudkan guna melihat apakah output dari

hardware yang dirancang sesuai dengan output yang diinginkan. Verifikasi

hardware meliputi rangkaian minimum, output display dan input keypad. Pada

rangkaian minimum diletakkan chip mikrokontroler yang dalam perancangan ini

digunakan sebagi otak kendali dari input keypad dan output LCD, relay untuk

mengatur logika motor sentrallock dan pengganti saklar.

Keypad 4x4 dalam perancangan ini digunakan sebagai komponen nafigasi

operator dalam menetukan model gerakan dan waktu proses gerakan. Port

mikrokontroler yang digunakan sebagai input adalah port D7 – D0. Keluaran dari

keypad akan ditampilkan pada LCD yang fungsinya mempermudah operator

dalam menentukan model gerakan dan mengatur pewaktuan.

Input dari keypad kemudian diproses mikrokontroler untuk mengaktifkan

logika relay yang mengatur pergerakan motor sentrallock guna mengunci

mekanisme lantai getar agar didapatkan gerakan yang dinginkan yaitu horisontal,

vertikal dan mix (horisontal dan vertikal).

2. Downloading Program

Setelah tahap perancangan software dilakukan, kemudian program di

compile dan tidak terjadi kesalahan. Tahap selanjutnya adalah menuliskan

program kedalam memori mikrokontroler atau sering disebut downloading.

Downloading program dimaksudkan untuk mengisi mikrokontroler dengan

program yang telah dibuat sebelumnya agar mikro berfungsi sesuai dengan yang

diharapkan. Pada tahap ini digunakan software AVRdude GUI versi 1.3 yang

terhubung dengan hardware downloader yang selanjutnya dihubungkan dengan

rangkaian minimum mikrokontroler.

IV-28


commit to user

Gambar 4.12 AVRdude GUI versi 1.3

proses penulisan (writing) selalu diikuti dengan proses verifikasi. Jika selama

proses penulisan terjadi mismatch atau kesalahan penulisan data, maka pada akhir

proses dituliskan verifying error atau mismatch. Namun jika proses berjalan

sempurna, pada bagian akhir dituliskan avrdude.exe done! Thank you.

3. Validasi

Setelah proses assembling dilakukan, hal berikut yang dilakukan adalah

proses validasi. Dalam proses validasi ini dilihat apakah semua rangkaian kendali

baik itu kendali input ataupun output berkerja sesuai dengan yang diharapkan.

Kendali input yaitu keypad dan sensor limitswitch, keypad dalam sistem kendali

berfungsi sebagai tombol navigasi operator dalam mengatur modus pergerakan

dan timer sedangkan sensor limitswicth berfungsi sebagai informasi posisi motor

vibrator pada lantai getar.

Terdapat tiga kendali output yaitu rangkaian LCD, rangkaian relay 1 dan

relay 2. LCD berfungsi sebagai display yang menampilkan informasi dalam

operator mengatur pergerakan lantai getar, sedangkan rangkaian relay 1 dan 2

digunakan untuk mengaktifkan motor sentrallock, modus pergerakan kanan atau

kiri dan motor vibrator yang terletak pada lantai getar.

IV-29


commit to user

Keseluruhan rangkaian kemudian dihubungkan dengan rangkaian

minimum sistem mikrokontroler dan hasil sesuai dengan yang diinginkan. Untuk

keypad dan sensor berkerja sesuai fungsinya sebagai input, LCD dapat

menampilkan karakter tulisan yang telah dibuat di program, sedangkan rangkain

relay 1 dan relay 2 sesuai dengan logika program yang dibuat. Relay 1 berfungsi

mengaktifkan motor vibrator dan mengatur modus gerakan pada inverter, relay 2

berfungsi mengatifkan 4 buah motor sentrallock secara bersamaan dan fungsi

timer pada mikrokontroler berfungsi secara baik.

4.2.5 Implementation, Operation and Support Stage

Hasil rancangan yang telah disusun sedemikian rupa ke dalam sistem

Laboratorium Perancaangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik Industri UNS

untuk mendapatkan kondisi yang sesuai dengan keperluan customer dan

pengguna. Kegiatan yang dilakukan dalam tahap ini adalah melakukan pelatihan

kepada penguna sistem kendali yang mengacu pada standar operasai (SOP) dari

sistem kendali dan pembuatan buku manual dari penguanaan sistem kendali lantai

getar. buku manual dan SOP dari sistem kendali dapat dilhat pada lampiran.

Sistem pendukung yang bertujuan untuk mendukung teknis kelanjutan

bagi pengguna, seperti keperluan maintenance untuk memperbaiki kesalahan dan

perawatan. Dalam sistem kendali ini perawatan yang perlu dilkukan adalah pada

sistem pengkabelan yang biasanya mengalami kerusakan baik itu diakibatkan

kondisi kabel yang rapuh atau karena gangguan hewan pengerat seperti tikus.

IV-30


commit to user

BAB V

ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini membahas tentang analisis dan interpretasi hasil perancangan

dalam penelitian yang telah dilakukan pada bab sebelumnya. Analisis yang

dibahas dalam penelitian ini terdiri dari kelebihan dan kelemahan sistem aplikasi

dan hasil pengujian dari sistem aplikasi yang telah dibuat.

5.1 ANALISIS HASIL PENELITIAN

Pada sub bab ini diuraikan mengenai analisis sistem aplikasi dan validasi

sitem aplikasi.

5.1.1 ANALISIS SISTEM APLIKASI

Sistem kendali lantai getar merupakan suatu sistem kendali

mengintegrasikan mikrokontroler dengan beberapa komponen lantai getar yang

memerlukan kendali otomatis, pengendalian yang dilakukan antara lain mampu

mengatur kecepatan putar motor, pengaturan sistem pergerakan lantai getar dan

aplikasi timer. Kelebihan yang lain adalah catatan informasi tentang aktivitas

yang dilakukan lantai getar seperti modus gerakan, arah putaran motor dan waktu

proses dari lantai getar yang bertujuan untuk mengetahui kegiatan apa saja yang

dilakukan setiap pengoperasian lantai getar, sehingga dapat menghindari

kesalahan operator dalam menjalankan mekanisme lantai getar. Sistem kendali

dapat menunjang pelaksanaan praktikum perancangan system kerja dan ergonomi

terlebih pada saat praktikum dilakukan diruang iklim.

Hasil dari perancangan yang telah dilakukan dengan berdasarkan

kebutuhan yang diperlukan pada lantai getar didapatkan kendali yang mampu

memberikan kendali optimum dalam pengoperasian lantai getar. Pencapaian dari

rancangan sistem kendali yang telah diterapkan pada lantai getar telah memenuhi

kebutuhan yang diharapkan oleh pengguna, kendali dapat mengatur kecepatan

putaran motor yang memiliki range dari 0-50 hertz yang dapat diubah ketika

lantai getar dioperasikan. Sistem kendali juga mampu mengatur logika modus

pergerakan lantai getar yang diharapkan yaitu horisontal, vertikal dan mix.

V-1


commit to user

Pengoperasian lantai getar semakin efisien karena pada kendali diterapkan timer

otomatis yang memberikan kemudahan pada operator dalam hal ini adalah asisten

praktikum ergonomi dalam menentukan lama waktu proses lantai getar secara

akurat.

Sebagai sistem kendali lantai getar, sistem kendali masih memiliki

beberapa kelemahan. Kelemahan tersebut diantaranya adalah pengaturan

kecepatan putar motor penggetar dilakukan sepenuhnya oleh inverter yang belum

terintegrasi dengan mikrokontroler. Mikrokontroler dapat dioptimumkan

kemampuannya dalam mengatur kecepatan putaran motor dengan memanfaatkan

fitur yang ada yaitu PWM (pulse witdh modulation), keuntungan dari

penggunanaan PWM sistem kendali menjadi lebih otomatis dan biaya lebih

murah.

Pengaturan kecepatan putar motor memanfaatkan fitur pada inverter yang

mengubah frekuensi tegangan masukan menjadi lebih besar pada frekuensi

keluarannya. Kendala dalam hal ini adalah penggunaan motor penggetar yang

memliki tegangan 3 fasa AC sehingga tidak memungkinkan mikrokontroler dalam

mengatur frekuensi masukan motor. Kelemahan lainnya adalah kendali masih

memerlukan bantuan operator dalam mengatur modus gerakan lantai getar,

pengaturan modus gerakan lantai getar masih dilakukan operator dengan

mengubah mekanisme posisi motor pada lantai getar yang kemudian jika telah

didapatkan posisi yang sesuai operator mengunci mekanisme yang telah

terhubung dengan sensor limitswitch yang berfungsi memberikan informasi

kepada mikrokontroler tentang modus yang dipilih dan akan ditampilkan pada

layar LCD.

5.1.2 Validasi Sistem Aplikasi

Dalam mengukur kemampuan suatu sistem ataupun program aplikasi

dapat dilakukan dengan validasi. Validasi diartikan apakah program aplikasi yang

dirancang benar-benar dapat digunakan dengan baik oleh penggunanya. Validasi

harus memberikan kepastian bahwa program aplikasi atau sistem kendali tidak

menyimpang dari tujuannya. Dengan melakukan pengumpulan data pada saat

V-2


commit to user

pengujian, dapat memberikan indikasi yang baik mengenai reliabilitas sistem

kendali dan menunjukkan kualitas program aplikasi secara keseluruhan.

Proses validasi dapat dilakukan dengan cara menggunakan metode testing.

Testing merupakan proses mengeksekusi program secara intensif untuk

menemukan kesalahan-kesalahan. Dengan pengkodean yang baik akan

meminimalkan kesalahan yang ada. Bagian program yang diuji diantaranya

adalah interface beserta komponennya. Interface diuji coba untuk menjamin

informasi yang masuk atau yang ke luar dari unit program telah tepat atau sesuai

dengan yang diharapkan.

Pengujian sistem kendali merupakan pengujian pada setiap rangkaian dan

program-program penyusunnya, antara lain rangkaian mikrokontroler, rangkaian

relay, rangkaian kendali motor penggetar, komunikasi LCD, komunikasi keypad,

program baca LCD, program baca keypad, program kendali relay dan program

untuk sensor limitswitch. Pengujian dilakukan dengan cara memastikan kebenaran

atau mencoba menjalankan semua komponen penyusun program.

5.2 INTERPRETASI HASIL

Hasil dari perancangan sistem kendali lantai getar yang mengintergrasikan

kendali dengan sistem mekanik lantai getar agar didapatkan getaran, modus

gerakan dan kendali otomatis yang akurat dan efisien. Sistem kendali dalam hal

ini mengendalikan beberapa komponen yang diletakkan pada sistem mekanik

lantai getar, komponen tersebut berupa motor penggetar, motor sentrallock dan

sensor limitswitch. Motor penggetar yang digunakan memiliki spesifikasi yaitu

berat beban maksimum 150kg, tegangan 220volt 3 fasa dengan arus 2 ampere,

melihat input listrik pada Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi

menggunakan tegangan listrik PLN 220volt 1 fasa maka digunakan inverter yang

memiliki kemampuan mengubah inputan listrik dari PLN yang semula 1 fasa

menjadi tegangan 3 fasa. Inverter tidak hanya mengubah tegangan, inverter dalam

hal ini digunakan sebagai pengatur kecepatan putar motor penggetar yang

memiliki range 0 sampai 50 hertz.

Pergerakan yang dihasilkan lantai getar bergantung pada pengaturan motor

sentrallock yang mengunci sistem pergerakan agar didapatkan pergerakan

V-3


commit to user

horisontal, vertikal dan mix. Spesifikasi dari motor sentrallock yang digunakan

adalah inputan motor 12 volt DC dengan arus 2 ampere, motor sentrallock

berkerja ketika mikrokontroler memberikan logika high yang memicu

terhubungnya motor dengan power supply 12 volt. Kendali yang digunakan untuk

motor sentrallock adalah rangkaian relay yang berfungsi mengatur kapan motor

bergerak maju dan kapan bergerak mundur. Dalam hal ini relay mengubah arus

positif dan negatif.

Sensor yang digunakan untuk mengetahui informasi tentang modus

pergerakan yang dilakukan adalah sensor limitswicth yang terpasang pada

mekanisme pengaturan motor vibrator yang terdapat pada lantai getar. Sensor ini

bekerja ketika besi penunjuk arah putaran menekan besi pada sensor sehingga

sensor terhubung dan memberikan logika input high dan di artikan oleh

mikrokontroler sebagai perintah untuk menampilkan informasi pada LCD. Sensor

yang digunakan berjumlah 28 buah. Bentuk fisik dari keseluruhan sistem kendali

yang akan diterapkan pada lantai getar dapat dilihat pada gambar 51.

Gambar 5.1 Sistem kendali

Sebelum sistem kendali dan lantai getar diterapkan pada Laboratorium

Analisis Perancangan Kerja, terlebih dahulu dilakukan pengetesan. Sistem kendali

sendiri mengalami tes pada setiap komponenya, komponen yang di tes meliputi

rangkaian mikrokontroler dan relay, rangkaian kendali motor penggetar dan

V-4


commit to user

output dari kendali yaitu motor penggetar dan motor sentrallock. Hasil dari tes

yang dilakukan sistem kendali telah memenuhi tuntutan dari pengguna lantai

getar. Lantai getar bekerja optimum, pengaturan modus pergerakan, kecepatan

motor dan timer otomatis berfungsi sesuai dengan kebutuhan pengguna, sehingga

sistem kendali lantai getar dapat diterapkan pada Laboratorium Analisis

Perancangan Kerja Teknik Industri UNS. Agar pengguna dalam hal ini asisten

prakikum tidak kebingungan dalam pengoperasian maka sistem kendali

dilengkapi dengan buku panduan pengunaan sistem kendali yang telah

disesuaikan dan dilengkapi dengan standar operasi sistem kendali yang mencakup

hal apa saja yang harus diperhatikan pengguna sebelum dan sesudah

menggunakan lantai getar.

V-5


commit to user

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

Perancangan system kendali lantai getar merupakan usaha penelitian yang

dilakukan untuk membantu memecahkan masalah pengendalian lantai getar.

Ikhtisar hasil penelitian terangkum dalam kesimpulan serta masukan perbaikan

untuk penelitian selanjutnya tertuang dalam saran penelitian.

6.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis dan perancangan sistem yang dilakukan, maka

kesimpulannya, yaitu :

1. Sistem kendali lantai getar yang dirancang mampu mengatur frekuensi motor

sehingga didapatkan variasi kecepatan putaran motor, sistem kendali mampu

mengatur modus pergerakan lantai getar yaitu vertikal, horisontal, dan mix

sehingga tidak terjadi kesalahan pada proses penentuan arah gerakan getaran

lantai getar dan sistem kendali mampu mengatur timer untuk mengendalikan

lama waktu proses operasi lantai getar.

2. Validasi internal dan external yang dilakukan telah membuktikan bahwa

sistem kendali dapat mengendalikan variabel baik dari modus arah gerakan

getaran, kecepatan putaran motor, maupun mengendalikan waktu operasi

secara akurat.

6.2 SARAN

Saran yang diberikan untuk langkah pengembangan atau penelitian

selanjutnya, sebagai berikut:

1. Sistem pengaturan posisi motor penggetar dapat dilakukan secara otomatis

tanpa harus dilakukan secara manual agar didapatkan efisiensi yang lebih

baik.

2. Pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan pengintegrasian sistem kendali

3 fasa AC dengan memanfaatkan fitur mikrokontroler dan rangkaian

pendukung lainya.

VI-1


commit to user

VI-2

n PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS n PADA …

Documents

Transcript of n PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS n PADA …