N RANCANG BANGUN MINIATUR SISTEM SANITASI AIR...
Transcript of N RANCANG BANGUN MINIATUR SISTEM SANITASI AIR...
RANCANG BANGUN MINIATUR SISTEM SANITASI AIR DENGAN KRAN, PENGATUR SUHU, DAN
DAUR ULANG OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER
(BAGIAN TANGKI UTAMA, PEMANAS, DAN PENGADUK)
PROYEK AKHIR
Laporan ini ditulis sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Diploma III
Oleh
ARDYA MERZY F. H
NIM : 091311004
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
ABSTRAK
Air merupakan salah satu kebutuhan pokok yang tidak dapat lepas dari
kehidupan semua makhluk hidup. Bagi kehidupan manusia sendiri, air sangat
berperan dalam kelangsungan hidup. Tidak hanya untuk dikonsumsi, tapi juga
digunakan untuk mandi, mencuci, dll. Akhir-akhir ini, sering diberitakan bahwa
banyak daerah yang kekurangan air bersih sehingga menggunakan air seadanya
untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari.
Dari tinjauan tersebut, maka Penulis merancang dan merealisasikan
“Rancang Bangun Miniatur Sistem Sanitasi Air Dengan Kran, Pengatur Suhu, dan
Daur Ulang Otomatis Berbasis Mikrokontroler”. Alat ini merupakan rancang
bangun dari sistem sanitasi air rumah tangga yang diharapkan dapat
mengefisiensikan penggunaan air di rumah tangga.
Alat ini dirancang menggunakan sirkuit elektronik yang terdiri dari
rangkaian sistem minimum, rangkaian sensor suhu, dan rangkaian sensor-sensor
(photodioda dan level air). Alat ini mengefisiensikan konsumsi air dengan kran
otomatis yang hanya akan ON jika terdeteksi benda dibawahnya, dan penyaringan
air yang akan memperbaiki kualitas air sehingga layak untuk digunakan kembali.
Kualitas air hasil penyaringan,level air, dan suhu air akan ditampilkan di LCD.
Kata kunci : air, sanitasi air, mikrokontroler, kualitas air, sensor, kran
elektrik, penyaringan.
ABSTRACT
Water is one of the basic needs that can not be separated from the lives of
all living things. For human life itself, water plays an important role in survival.
Not just for consumption, but also used for bathing, washing, etc.. Lately, it is
often reported that many areas that lack clean water, so use a makeshift water to
meet daily needs.
Of the review, the authors design and realization of "Design Miniature of
Water Sanitation Systems With Tap, Conditioning, and Auto Recycling-Based
Microcontroller". This tool is the design and construction of sanitary domestic
water systems are expected to streamline the use of water in the household.
The tool is designed to use an electronic circuit consisting of a series of
minimum system, a series of temperature sensors, and sensor-sensor circuit
(photodiode and water level). These tools streamline water consumption with
automatic valve that will only be ON if the detected objects underneath, and water
filtration that will improve water quality so it is worth to be reused. Filtered water
quality, water level and water temperature will be displayed on the LCD.
Key words: water, sanitation water, microcontroller, the quality of water,
sensor, electric valves, filtration.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi robbil ‘alamiin, segala puji dan syukur Penulis panjatkan
kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya
kepada Penulis sehingga Tugas Akhir yang bejudul “Rancang Bangun System
Sanitasi Air Dengan Kran, Pengatur Suhu, dan Daur Ulang Otomatis Berbasis
Mikrokontroler AT-Mega 16” dapat diselesaikan dengan baik.
Dengan selesainya Tugas Akhir ini Penulis mengucapkan terima
kasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara materil maupun
moril kepada Penulis di antaranya :
1. Ir. Hari Purnama, M.Eng., sebagai ketua Jurusan Elektro.
2. Ervin Marsita, sebagai ketua Program Studi D3 Teknik Elektronika.
3. Ir. Noor Cholis Basjaruddin, MT., sebagai pembimbing I.
4. Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc., sebagai pembimbing II.
5. Ir. Dida Suhadi Yana Sudarsa ,BSEE., MT., Drs. Suyanto, sebagai
penguji.
6. Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc., sebagai panitia Proyek Akhir 2011.
7. Yth. seluruh karyawan dan Staf Dosen Program Studi Teknik Elektronika.
8. yang selama ini telah memberikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan
kepada Penulis.
9. Kepada Rijal Purnama sebagai rekan kerja dalam menyelesaikan Proyek
Akhir 2012 ini.
10. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Elektronika khususnya teman
teman 3A-EC yang selalu mendukung dan membantu Penulis.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir
ini masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu, sangat diharapkan kritik
dan saran dari pembaca yang bersifat membangun guna perbaikan dan
pengembangan di masa yang akan datang. Mudah-mudahan laporan Tugas
Akhir ini dapat berguna bagi Penulis sendiri pada khususnya dan pembaca pada
umumnya.
DAFTAR ISI
ABSTRAK .......................................................................................................................... i
ABSTRACT ....................................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... iv
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................... 2
1.3 Tujuan ..................................................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ..................................................................................................... 3
1.5 Metodologi Yang Digunakan .................................................................................. 4
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................................. 5
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................................. 6
2.1 Sistem Kontrol ........................................................................................................ 6
2.1.1 Prinsip Pengontrolan Proses ............................................................................. 7
2.1.2 Sistem Kontrol Otomatis ................................................................................... 7
2.2 Mikrokontroler ........................................................................................................ 8
2.2.1 Mikrokontroler AT-Mega 16 ............................................................................ 9
2.3 LCD ....................................................................................................................... 15
2.4 Driver .................................................................................................................... 16
2.5 Relay ..................................................................................................................... 17
2.5.1 Jenis-Jenis Relay ............................................................................................. 18
2.6 Kran Elektrik ......................................................................................................... 18
2.6.1 Solenoid Valve ................................................................................................ 19
2.7 Motor ..................................................................................................................... 20
2.7.1 Pompa Sentrifugal ........................................................................................... 21
2.8 Sensor .................................................................................................................... 21
2.8.1 Infra Red ......................................................................................................... 22
2.8.2 Photodioda ...................................................................................................... 22
2.8.3 Sensor Suhu Lm35dz ...................................................................................... 23
2.9 Penyaring Air ........................................................................................................ 24
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ............................................................... 25
3.1 Tahapan Perancangan Dan Realisasi .................................................................... 25
3.2 Fungsi Dan Cara Kerja Alat .................................................................................. 25
3.3 Spesifikasi Perancangan Alat ................................................................................ 26
3.4 Diagram Blok ........................................................................................................ 27
3.5 Diagram Alih Sistem ............................................................................................. 28
3.6 Perancangan Dan Realisasi Perangkat Keras ........................................................ 29
3.7 Rangkaian Sistem Minimum AT-Mega 16 ........................................................... 29
3.7.1 Tujuan ............................................................................................................. 29
3.7.2 Pengujian Rangkaian ...................................................................................... 30
3.7.3 Analisa dan Kesimpulan ................................................................................. 30
3.8 Rangkaian Driver LCD ......................................................................................... 31
3.81 Tujuan .............................................................................................................. 31
3.8.2 Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian ............................................. 32
3.8.3 Analisa dan Kesimpulan ................................................................................. 33
3.9 Rangkaian Driver Relay ........................................................................................ 33
3.9.1 Tujuan ............................................................................................................. 33
3.9.2 Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian ............................................. 34
3.9.3 Analisa dan Kesimpulan ................................................................................. 34
3.10 Rangkaian Pengkondisi Sinyal Photodida dan Infra Merah ............................... 34
3.10.1 Tujuan ........................................................................................................... 36
3.10.2 Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian ........................................... 36
3.10.3 Analisa dan Kesimpulan ............................................................................... 37
3.11 Rangkaian Pengkondisi Sinyal Sensor Suhu LM35DZ ...................................... 37
3.11.1 Tujuan ........................................................................................................... 37
3.11.2 Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian ........................................... 38
3.11.3 Analisa dan Kesimpulan ............................................................................... 38
3.12 Rangkaian Sensor Level ..................................................................................... 38
3.12.1 Tujuan ........................................................................................................... 39
3.12.2 Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian ........................................... 39
3.12.3 Analisa dan Kesimpulan ............................................................................... 40
3.13 Rangkaian Timer ................................................................................................. 40
3.13.1 Tujuan ........................................................................................................... 41
3.13.2 Pengujian Rangkaian dan Data Hasil Pengujian ........................................... 41
3.13.3 Analisa dan Kesimpulan ............................................................................... 41
3.14 Perancangan dan Realisasi Mekanik ................................................................... 41
3.15. Perancangan Dan Realisasi Perangkat Lunak .................................................... 46
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA .......................................................................... 50
4.1 Metode Pengujian ................................................................................................. 50
4.2 Pengujian Sistem Minimum .................................................................................. 50
4.2.1 Alat dan Bahan ................................................................................................ 50
4.2.2 Pengujian ......................................................................................................... 51
4.2.3 Data Hasil Pengujian ....................................................................................... 51
4.3 Pengujian Driver LCD .......................................................................................... 52
4.3.1 Alat Dan Bahan ............................................................................................... 52
4.3.2 Pengujian ......................................................................................................... 52
4.3.3 Data Hasil Pengukuran ................................................................................... 53
4.4 Pengujian Driver Relay ......................................................................................... 53
4.4.1 Alat Dan Bahan ............................................................................................... 53
4.4.2 Pengujian ......................................................................................................... 53
4.4.3 Data Hasil Pengukuran ................................................................................... 53
4.5 Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal Photodioda ......................................... 54
4.5.1 Alat Dan Bahan ............................................................................................... 54
4.5.2 Pengujian ......................................................................................................... 54
4.5.3 Data Hasil Pengukuran ................................................................................... 54
4.6 Pengujian Pengendali Sinyal Sensor Suhu LM35DZ ........................................... 54
4.6.1 Alat dan Bahan ................................................................................................ 54
4.6.2 Pengujian ......................................................................................................... 55
4.6.2 Data Hasil Pengukuran ................................................................................... 56
4.7 Pengujian Rangkaian Sensor Level....................................................................... 56
4.7.1 Alat Dan Bahan ............................................................................................... 56
4.7.2 Pengujian ......................................................................................................... 56
4.7.3 Data Hasil Pengukuran ................................................................................... 56
4.8 Pengujian Rangkaian Timer .................................................................................. 57
4.8.1 Alat Dan Bahan ............................................................................................... 57
4.8.2 Pengujian ......................................................................................................... 57
4.8.3 Data Hasil Pengukuran ................................................................................... 57
4.9 Pengujian Sistem Keseluruhan ............................................................................. 57
4.10 Analisa ................................................................................................................ 59
BAB V PENUTUP ........................................................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 61
LAMPIRAN ...................................................................................................................... 62
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A RINCIAN RANGKAIAN ....................................................................... 62
LAMPIRAN B RANGKAIAN KESELURUHAN .......................................................... 77
LAMPIRAN C RINCIAN PROGRAM ............................................................................ 78
LAMPIRAN D DATASHEET ........................................................................................... 82
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Blok Sistem Pengendalian Loop Terbuka ....................................... 8
Gambar 2.2. Diagram Blok Sistem Kontrol Tertutup ......................................................... 8
Gambar 2.3. Konfigurasi kaki mikrokontroler AT-Mega 16 ............................................ 10
Gambar 2.4. Diagram Blok ADC pada Mikrokontroler AT-Mega 16 ............................. 12
Gambar 2.5. Tampilan dan Konfigurasi Kaki LCD 16x2 ................................................. 16
Gambar 2.6. Bagian-Bagian dari Relay ............................................................................ 17
Gambar 2.7. Tampilan Kran Elektrik ............................................................................... 19
Gambar 2.8. Struktur Fungsi Solenoid valve .................................................................... 20
Gambar 2.9. Struktur Fungsi Pompa Sentrifugal .............................................................. 21
Gambar 2.10. Fisik dan Simbol Infra Merah .................................................................... 22
Gambar 2.11. Simbol dan Fisik Photodioda ..................................................................... 23
Gambar 2.12. Konfigurasi Kaki IC LM35DZ................................................................... 24
Gambar 2.13. Tangki Penyaring Air ................................................................................. 24
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem ................................................................................... 27
Gambar 3.3. Diagram Alih Pembacaan Suhu ................................................................... 28
Gambar 3.4. Diagram Alih Kontrol Kran Elektrik ........................................................... 28
Gambar 3.5. Diagram Alih Kontrol Level Air .................................................................. 28
Gambar 3.5. Skematik Rangkaian Sistem Minimum AT-Mega 16 .................................. 29
Gambar 3.6. Diagram Alir Program Pengujian Rangkaian Sismin .................................. 30
Gambar 3.7. Skematik Driver LCD .................................................................................. 31
Gambar 3.8. Tampilan Layar LCD ................................................................................... 32
Gambar 3.9. Skematik RangkaianDriver Relay ................................................................ 33
Gambar 3.10. Skematik Rangkaian Sensor Photodioda dan Infra Merah ........................ 36
Gambar 3.11. Skematik Rangkaian Sensor Suhu LM35DZ ............................................. 37
Gambar 3.12. Diagram Alir Program Pembacaan Suhu ................................................... 38
Gambar 3.13. Skematik Rangkaian Sensor Level ............................................................. 39
Gambar 3.14. Skematik Rangkaian Timer ........................................................................ 40
Gambar 3.15. Desain Penyangga Tangki Utama dan Tangki Pemanas ............................ 41
Gambar 3.16. Desain Tangki Utama dan Tangki Pemanas .............................................. 42
Gambar 3.17. Desain Mekanik Keseluruhan .................................................................... 42
Gambar 3.18. Realisasi Tangki Utama dan Tangki Pemanas ........................................... 43
Gambar 3.19. Realisasi Penyangga Tangki Utama dan Tangki Pemanas ........................ 44
Gambar 3.20. Pompa-pompa yang Digunakan Memompa Air ........................................ 44
Gambar 3.21. Realisasi Keseluruhan Sistem .................................................................... 45
Gambar 3.22. Diagram Alir Level Air Untuk Pengosongan Tangki Pengaduk ............... 46
Gambar 3.23. Diagram Alir Pemilihan Kran di Tangki Utama ........................................ 47
Gambar 3.24. Diagram Alir Keseluruhan Sistem ............................................................. 48
Gambar 4.1. Tampilan ADC Pada Layar LCD ................................................................. 56
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel 2.1. Register ADMUX ................................................................................... 12
Tabel 2.2 Pemilihan Mode Tegangan Referensi ADC ..................................................... 13
Tabel 2.3. Format Data ADC dengan ADLAR=0 ............................................................. 13
Tabel 2.4. Format Data ADC dengan ADLAR=1 ............................................................. 13
Tabel 2.5 Pemilihan Bit Saluran Pembacaan ADC........................................................... 14
Tabel 2.6. Register ADCSRA ........................................................................................... 15
Tabel 3.1 Hasil Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal Photodioda ............................ 36
Tabel 3.2 Hasil Pengukuran Sensor Level ........................................................................ 39
Tabel 3.3 Spesifikasi pompa yang digunakan .................................................................. 45
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Rangkaian Sismin .......................................................... 51
Tabel 4.2 Nilai Tegangan Keluaran Pada Pengkondisi Sinyal Photodioda ...................... 58
Tabel 4.3 Nilai Tegangan Keluaran Pada Rangkaian Sensor Level ................................. 58
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-
dianmangir-27229, dikunjungi 15 Januari 2012
Anonim.http://hamdi88.wordpress.com/2008/07/24/mengenal-ic-timer-555/, dikunjungi 1
Mei 2012
Anonim.http://www.kamusilmiah.com/tag/parameter-air-bersih/, dikunjungi 23
Maret 2012
Anonim.http://lionjogja.20m.com/relay.html, dikunjungi 2 Mei 2012 (2-05-2012 )
Anonim.http://meriwardana.blogspot.com/2011/11/solenoid-valve.html,dikunjungi 1 Mei
2012
Anonim.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18172/.../Chapter%20II.pdf
Anonim.http://telinks.wordpress.com/2010/04/09/rangkaian-sensor-suhu-lm35/,
dikunjungi 8 Maret 2012 \
Anonim.http://training.umy.ac.id/.../...
Anonim.http://www.agussuwasono.com/artikel/mechanical/65-teori-dasar-pompa-
sentrifugal.html?showall=1&limitstart=
Anonim.http://www.o-fish.com/Air/kualitas_air.php,dikunjungi 27 Maret 2012
Decyana, Mayang (2011). Detektor Kualitas Air Berdasarkan Perubahan Resistansi,
POLBAN, Bandung.
Santoso, Teguh (2011). Daur Ulang Air Bekas Wudhu Dengan Proses Fisika Dan
Kimia, POLBAN, Bandung.
RIWAYAT HIDUP
ARDYA MERZY FANTOGA HADI
DATA PRIBADI
Nama Ardya Merzy Fantoga Hadi
Jenis Kelamin Pria
Tinggi 175 cm
Berat Badan 73 kg
Status Belum Menikah
Tempat dan Tanggal Lahir Ponorogo, 23 Maret 1990
Agama Islam
Kewarganegaraan Indonesia
Alamat
Jalan Yuwono No. 15 Ds/Kec. Balong, Kab.
Ponorogo, Jawa Timur
E-mail [email protected]
PENDIDIKAN FORMAL
2009 - 2012 Teknik Elektronika Politeknik Negeri
Bandung
Sekolah Menengah Atas (2006 - 2009) SMAN 1 Ponorogo
Sekolah Menengah Pertama (2003 -
2006)
SMPN 1 Ponorogo
Sekolah Dasar (1997 - 2003) SDN Balong 1
PENGALAMAN ORGANISASI
2009 - Sekarang HME (Himpunan Mahasiswa Elektronika)
2010 - 2011 Ketua Divisi Olahraga HME
2009 - Sekarang Futsal HME
2009 - Sekarang Divisi Olahraga HME
2009 - Sekarang FKHMEB (Forum Komunikasi Himpunan
Mahasiswa Elektro se-Bandung)
2007-2008 Ketua OSIS SMA N 1 Ponorogo
2006-2009 PMR SMA N 1 Ponorogo