PEMBATAS TEMPERATUR OPERASI AIR CONDITIONEReprints.uny.ac.id/9734/1/cover -07506134014.pdf ·...

PEMBATAS TEMPERATUR OPERASI AIR CONDITIONER

PROYEK AKHIR

Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh

Gelar Ahli Madya

Oleh :

FIRDYAN DWI SASMITO

07506134014

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2012

PERSETUJUAN

Proyek Akhir berjudul “Pembatas Temperatur Operasi Air Cconditioner” ini

telah disetujui oleh pembimbing untuk diujikan.

Yogyakarta, Juni 2012

Dosen Pemimbing

Djoko Laras Budyo Taruno, M.Pd

NIP 19640525 198901 1 002

MOTTO

Tiga kunci dalam meraih kesuksesan : ikhtiar, do’a dan tawakal

Tidak ada harga atas waktu, tapi waktu sangat berharga. Memiliki

waktu tidak menjadikan kita kaya, tetapi menggunakannya dengan baik

adalah sumber dari semua kekayaan

Tugas kita bukanlah untuk berhasil. Tugas kita adalah untuk mencoba,

karena didalam mencoba itulah kita menemukan dan belajar

membangun kesempatan untuk berhasil

Hidup adalah perjuangan tiada henti, tetap berjuang hingga ajal

menjelang.

Menunda awal dari kegagalan dan menyegerakan awal dari kesuksesan

“Sesungguhnya sesudah kesulitan pasti ada kemudahan” (QS. Alam

Nasyrah : 6).

PERSEMBAHAN

Rasa syukur yang sebesar-besar nya kepada Allah SWT atas segala rahmat

dan hidayah yang berlimpah.

Kupersembahkan karya sederhana ini sebagai wujud dan baktiku selalu

teruntuk Bapak, Ibu dan Kakaku tercinta atas dorongan, motivasi, kasih

sayang dan do’a yang telah dicurahkan selama ini serta segenap keluarga atas

dukungan dan semangatnya.

Bapak Djoko Laras BT, M.Pd selaku pembimbing dan motivator dalam

kehidupan dalam dunia pendidikan, dunia kerja dan sehari-hari. Terimaksih

atas doa, bantuan, dukungan dan cambukan-cambukan untuk maju.

Bapak Mashuri Ihsan, Bapak Puji Raharjo, Bapak Mukharom, Bapak

Mardianto, mbak Eny dan masih banyak lagi. Terimakasih karena selama ini

telah banyak berkontribusi dalam pembuatan proyek akhir ini.

Teman-teman Markas 88, High Voltage Team, Keluarga besar GLS,

Keluarga besar Utilindo Perkasa dan Teman-teman seangkatan ’07 yang tidak

bisa saya sebutkan satu persatu. Terimakasih atas doa, bantuan, dukungan,

dan keceriaan selama ini.

Seluruh mahasiswa Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, semoga karya ini

bermanfaat

Almamaterku Universitas Negeri Yogyakarta Fakultas Teknik Jurusan Teknik

Elektro.

PEMBATAS TEMPERATUR OPERASI AIR CONDITIONER

Firdyan Dwi Sasmito

07506134014

ABSTRAK

Tujuan pembuatan Proyek Akhir yang berjudul “Pembatas Temperatur

Operasi Air Conditioner” adalah untuk mengetahui (1) perancangan dari unit

pembatas temperatur operasi AC; (2) layout dari unit pembatas temperatur operasi

AC; (3) unjuk kerja unit pembatas temperatur operasi AC; (4) besar efisiensi

energi pada sistem AC setelah menggunakan unit pembatas temperatur operasi

AC.

Metode yang digunakan dalam pembuatan pembatas temperatur operasi

Air Conditioner (AC) ini yaitu dengan langkah-langkah sebagai berikut:

pengumpulan informasi, perancangan alat, pembuatan alat, pengujian alat dan

penulisan laporan proyek akhir. Perancangan sistem ini terdiri dari empat bagian,

yaitu: rangkaian catu daya, rangkaian microcontroller ATmega 8 yang

mengendalikan seluruh sistem, rangkaian sensor suhu LM35, rangkaian display

dan rangkaian driver kompresor AC yang terdiri dari rangkaian driver relai serta

rangkaian transistor sebagai saklar. Tampilan depan alat pembatas temperatur

operasi Air Conditioner berupa tampilan temperatur menggunakan LCD 2x16

yang menampilkan temperatur ruang dengan satuan derajat celsius. Tingkat

efisiensi penggunaan alat pembatas temperatur operasi Air Conditioner (AC) ini

diperoleh dengan membandingkan hasil pengukuran real energy dengan dua

kondisi yang berbeda (tanpa pemasangan alat dan pemasangan alat)

Berdasarkan pengujian dan unjuk kerja dari pembatas temperatur operasi

Air Conditioner (AC), alat ini telah menunjukan hasil yang sesuai dengan

perencanaan. Hasil pengukuran selama 6 jam dengan batasan temperatur saat

kompresor OFF sebesar 240C dan saat kompresor ON sebesar 28

0C menunjukkan

bahwa, tingkat efisiensi energi menggunakan alat pembatas temperatur operasi Air

Conditioner (AC) ini sebesar 20,13% di ruang 1 (ruang dosen 10) dan sebesar

48,57% di ruang Prof. Djemari Mardapi, Ph.D. Berdasarkan hasil pengujian

tersebut, dapat disimpulkan bahwa alat pembatas temperatur operasi AC ini layak

digunakan sebagai salah satu upaya peningkatkan penghematan energi dibidang

tata udara.

Kata Kunci: pembatas temperatur operasi AC, efisiensi energi, real power

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan akan kehadirat Allah SWT Yang Maha

Kuasa lagi Maha Mengetahui yang telah melimpahkan rahmat, nikmat dan

anugerah-Nya sehingga dapat melaksanakan dan menyelesaikan laporan tugas

akhir dengan judul Pembatas Temperatur Operasi Air Conditioner ini dengan

baik.

Terselesaikannya proyek akhir beserta laporannya tidaklah lepas dari

bantuan-bantuan pihak lain. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Rasa syukur yang sebesar-besarnya kepada Allah SWT sehingga penulis

dapat menyelesaikan proyek akhir dengan baik.

2. Kedua orang tua penulis atas dukungan baik moril maupun materiil selama

pelaksanaan proyek akhir.

3. Bapak Dr. Moch. Bruri Triyono selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Negeri Yogyakarta.

4. Bapak Ketuk Ima Ismara, M.Pd, M.Kes selaku Ketua Jurusan Pendidikan

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.

5. Bapak Muhammad Ali, M.T selaku Ketua Program Pendidikan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.

6. Bapak Sigit Yatmono, M.T selaku Kordinator Proyek Akhir D3 Pendidikan

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.

7. Bapak Djoko Laras Budyo Taruno, M.Pd selaku Dosen Pembimbing dalam

pembuatan Proyek Akhir.

8. Bapak Mashuri Ihsan dan Bapak Puji Raharjo selaku teknisi bengkel jurusan

Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.

9. Para Dosen, Teknisi dan Staf Jurusan Pendidikan Teknik Elektro yang telah

banyak memberikan ilmu pengetahuan, pengalaman dan bantuannya selama

ini sehingga dapat terselesaikannya pembuatan proyek akhir ini.

10. Teman-teman tim pengembang instalasi listrik dan High Voltage Team yang

senantiasa membantu selama perkuliahan dan selalu memberi semangat.

11. Teman-teman kelas C angkatan 2007 yang senantiasa memberikan

kebersamaan.

12. Teman-teman se almamater Jurusan Pendidikan Teknik Elektro UNY

angkatan 2005 sampai dengan 2010 terima kasih atas bantuan dan informasi

nya dalam penyelesaian urusan kampus.

13. Semua pihak terkait yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah

banyak memberikan bantuan baik materi maupun semangat. Semoga

kebaikan kalian menjadi amal ibadah.

Penulis berharap semoga laporan proyek akhir ini dapat bermanfaat bagi

diri sendiri dan semua pihak. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis

harapkan untuk perbaikan di masa yang akan datang.

Yogyakarta, Juni 2012

Hormat saya,

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERSETUJUAN....................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................ iv

MOTTO .......................................................................................................... v

PERSEMBAHAN ........................................................................................... vi

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

KATA PENGANTAR .................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

DAFTAR TABEL........................................................................................... xx

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ............................................................................ 5

C. Pembatasan Masalah ............................................................................ 6

D. Rumusan Masalah ............................................................................... 6

E. Tujuan Pembuatan ................................................................................ 7

F. Manfaat Pembuatan .............................................................................. 7

G. Keaslian Gagasan ................................................................................. 7

BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH

A. Rangkaian Catu Daya ........................................................................... 8

1. Transformator ................................................................................. 9

2. IC Regulator Tegangan 78xx ......................................................... 13

3. Diode ............................................................................................. 15

4. Filter Kapasitor .............................................................................. 16

5. Resistor ......................................................................................... 21

6. Led ................................................................................................. 24

B. Rangkaian Sesor Suhu LM335............................................................. 24

1. Sensor LM35 .................................................................................. 24

2. Integrated Circuit (IC) LM 358 .................................................... 26

C. Rangkaian Microcontroller Atmega 8 ................................................. 28

1. Microcontroller .............................................................................. 28

a. Microcontroller AVR Atmega 8 ............................................. 29

b. Arsitektur Microcontroller ....................................................... 30

c. Fitur Microcontroller ............................................................... 32

d. Konfigurasi Pin Microcontroller ............................................. 32

e. Status Register (SREG) ........................................................... 33

2. LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 35

3. Code Vision C Kompiler ............................................................... 36

D. Rangkaian Driver Kompresor AC ........................................................ 38

1. Transistor........................................................................................ 38

2. Relai .............................................................................................. 42

3. Efisiensi Energi Listrik ................................................................. 44

4. Pendingin Udara (Air Conditioner) ............................................... 48

BAB III KONSEP RANCANGAN ALAT

A. Identifikasi Kebutuhan ......................................................................... 62

B. Analisis Kebutuhan .............................................................................. 62

C. Perancangan Sistem ............................................................................ 63

1. Perancangan Rangkaian Elektronik ............................................... 64

2. Perancangan Software .................................................................... 74

3. Perancangan Sistem Mekanik ........................................................ 77

4. Perencanaan Pemasangan Alat ....................................................... 79

5. Unjuk Kerja Alat ............................................................................ 80

D. Perencanaan Pengujian Alat ................................................................. 81

1. Uji Teknis ....................................................................................... 81

2. Uji Fungsi dan Unjuk Kerja ........................................................... 82

BAB IV PROSES PENGUJIAN, HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengujian .............................................................................................. 89

1. Uji Teknis ....................................................................................... 89

2. Uji Fungsi dan Unjuk Kerja ........................................................... 93

B. Pembahasan .......................................................................................... 106

1. Pembahasan Uji Teknis .................................................................. 106

2. Pembahasan Uji fungsi dan Unjuk kerja ........................................ 109

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan .......................................................................................... 125

B. Keterbatasan ......................................................................................... 126

C. Saran ..................................................................................................... 127

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 128

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rangkaian Catu Daya .................................................................. 9

Gambar 2.2. Tranformator dan Simbol Transformator .................................... 10

Gambar 2.3. Trafo Jenis Inti dan Trafo Jenis Cangkang.................................. 12

Gambar 2.4. Bentuk Fisik IC LM 7805 ........................................................... 13

Gambar 2.5. Penyambungan IC LM 7805 ....................................................... 13

Gambar 2.6. Simbol Umum Dioda .................................................................. 15

Gambar 2.7. Dioda Sebagai Penyearah ............................................................ 16

Gambar 2.8. Struktur Kapasitor ....................................................................... 16

Gambar 2.9. Simbol-simbol Kapasitor............................................................. 17

Gambar 2.10. Simbol Kapasitor Elektrolit ....................................................... 17

Gambar 2.11. Bentuk Fisik Kapasitor Elektrolit .............................................. 18

Gambar 2.12. Simbol Kapasitor Non Polar ..................................................... 18

Gambar 2.13. Simbol Varco............................................................................. 19

Gambar 2.14. Kapasitor Sebagai Filter ............................................................ 20

Gambar 2.15. Simbol Resistor dan Fisik Resistor ........................................... 21

Gambar 2.16. Simbol Potensiometer dan Potensiometer ................................. 23

Gambar 2.17. Trimpot dan Simbol Trimpot .................................................... 23

Gambar 2.18. Bentuk Fisik LED dan Simbolnya ............................................ 24

Gambar 2.19. Rangkaian Sensor Suhu LM35 .................................................. 24

Gambar 2.20. Bentuk Fisik LM 35 dan Konfigurasi Pin ................................. 25

Gambar 2.21. Rangkaian penguat (a) inverting (b) non-inverting ................... 26

Gambar 2.22. Konfigurasi Pin LM 358 ........................................................... 27

Gambar 2.23. Konfigurasi Power supply ......................................................... 27

Gambar 2.24. Rangkaian Sistem Minimum Atmega 8 .................................... 28

Gambar 2.25. Blog Diagram Microcontroller AVR ATMega 8 .................... 31

Gambar 2.26. Konfigurasi Pin-Pin Atmega8. .................................................. 34

Gambar 2.27. Status Register AVR Atmega 8 ................................................. 34

Gambar 2.28. Bentuk Fisik LCD 2x16 ............................................................ 36

Gambar 2.29. Rangkaian Antarmuka LCD 2x16 ............................................. 36

Gambar 2.30. Rangkain Driver Kompresor AC............................................... 39

Gambar 2.31. Lambang Transistor NPN dan PNP .......................................... 40

Gambar 2.32. Bentuk Fisik Transistor ............................................................. 40

Gambar 2.33. Daerah Kerja Transistor ............................................................ 41

Gambar 2.34. Bentuk Fisik dan Simbol Transistor BD 139 ............................ 43

Gambar 2.35. Bentuk Fisik Relai dan Simbol Relai ........................................ 45

Gambar 2.36. Sistem Kerja Air Conditioner (AC) .......................................... 49

Gambar 2.37. Spilt Air Conditioner Wiring Diagram ..................................... 52

Gambar 2.38. Fisik Kompresor AC ................................................................. 53

Gambar 2.39. Fisik Kondensor ........................................................................ 53

Gambar 2.40. Fisik Pipa Kapiler ...................................................................... 54

Gambar 2.41. Fisik Evaporator ........................................................................ 55

Gambar 2.42. Kipas Outdoor dan Indoor AC .................................................. 57

Gambar 2.43. Fisik Kapasitor .......................................................................... 59

Gambar 2.44. Overload Motor Protector (OMP) ............................................ 60

Gambar 2.45. Motor Listrik ............................................................................. 60

Gambar 3.1. Blok Diagram Pembatas Temperatur Operasi AC ...................... 62

Gambar 3.2. Rangkaian Pembatas Temperatur Operasi AC ............................ 65

Gambar 3.3. Rangkaian Catu Daya .................................................................. 68

Gambar 3.4. Rangkaian Sistem Minimum ATmega 8 ..................................... 70

Gambar 3.5. Rangkaian Antar Muka LCD ke ATmega 8................................ 71

Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Suhu LM35 .................................................... 71

Gambar 3.7. Rangkain Driver Kompresor AC................................................. 72

Gambar 3.8. Layout PCB Sistem Minimum Atmega 8 dan Driver Relai ........ 73

Gambar 3.9. Layout PCB Catu Daya ............................................................... 73

Gambar 3.10. Layout PCB Display LCD ......................................................... 73

Gambar 3.11. Perencanaan Flowchart Software. ............................................. 76

Gambar 3.12. Perencanaan Sisi Atas dan Bawah ........................................... 79

Gambar 3.13. Perencanaan Sisi Depan dan Belak ........................................... 79

Gambar 3.14. Perencanaan Sisi Kanan dan Kiri .............................................. 78

Gambar 3.15. Detail Desain Tempat/Box ........................................................ 80

Gambar 3.16. Pemasangan Alat Pembatas Temperatur Operasi AC ............... 80

Gambar 3.16. Detail Terminal Pemasangan Alat............................................. 81

Gambar 4.1. Grafik Daya Nyata (W) ............................................................... 98

Gambar 4.2. Grafik Pemakaian Energi (Wh)) ................................................. 99


Gambar 4.4. Grafik Pemakaian Energi (Wh) ................................................... 101

Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Pemakaian Energi (Wh) ............................ 102


Gambar 4.7. Grafik Pemakaian Energi (Wh) ................................................... 105


Gambar 4.9. Grafik Pemakaiian Energi (Wh) .................................................. 106

Gambar 4.10. Grafik Daya Nyata (W) ............................................................. 108

Gambar 4.11. Grafik Pemakaian Energi (Wh) ................................................. 108

Gambar 4.12. Grafik Karakteristik Tegangan Ruang 1 (V) ............................. 117

Gambar 4.13. Grafik Selisih Pemakaian Energi (Wh) ..................................... 120

Gambar 4.14. Grafik Karakteristik Tegangan Ruang 2 (V) ............................. 124

Gambar 4.15. Grafik Selisih Pemakaian Energi (Wh) ..................................... 127

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Standar Intensitas Konsumsi Energi Indonesia (IKE) .................... 3

Tabel 2.1. Kode Warna Resistor ...................................................................... 22

Tabel 2.2. Kongfigurasi Pin LCD .................................................................... 37

Tabel 2.3. Standar Intensitas Konsumsi Energi Indonesia (IKE) .................... 47

Tabel 2.4. Kriteria Tingkat Kenyamanan Ruang (SNI 03-6390-2000) ........... 48

Tabel 2.5. Air Conditioning System (SK SNI T-14-1993-030) ........................ 48

Tabel 3.1. Daftar Kebutuhan Bahan ................................................................. 66

Tabel 3.2. Daftar Kebutuhan Alat .................................................................... 67

Tabel 3.3. Data pengujian uji teknis................................................................. 82

Tabel 3.4. Kriteria pengujian uji teknis ............................................................ 83

Tabel 3.5. Pengujian Perbandingan tampilan Sensor Suhu LM35 dengan Alat

Ukur Thermometer Digital ............................................................. 84

Tabel 3.6. Pengujian dan Pengamatan Siklus Kompresor AC Keadaan ON atau

OFF ................................................................................................... 85

Tabel 3.7. Hasil Pengukuran Tegangan, Arus dan Frekuensi ........................ 85

Tabel 3.8. Hasil Pengukuran Daya Reaktif, Daya Nyata dan Daya Semu ..... 85

Tabel 3.9. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi .............................................. 86



Tabel 3.12. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi ............................................ 86












Tabel 3.24. Hasil Perbandingan Pemakaian Energi ......................................... 90

Tabel 4.1. Data Pengujian Uji Teknis .............................................................. 93

Tabel 4.2. Kriteria Pengujian Uji Teknis ......................................................... 94

Tabel 4.3. Pengujian Perbandingan Tampilan Sensor Suhu Alat dengan Alat Ukur

Thermometer Digital ....................................................................... 96

Tabel 4.4. Pengujian dan Pengamatan Siklus Kompresor AC keadaan ON atau

OFF .................................................................................................. 97

Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Tegangan, Arus dan Frekuensi .......................... 97

Tabel 4.6. Hasil Pengukuran Daya Reaktif, Daya Nyata dan Daya Semu

......................................................................................................... 98

Tabel 4.7. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi…… ...................................... 98

Tabel 4.8. Hasil Pengukuran Tegangan, Arus dan Frekuensi …… ................. 99

Tabel 4.9. Hasil Pengukuran Daya Reaktif, Daya Nyata dan Daya Semu …… 100

Tabel 4.10. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi ……………………………. 100

Tabel 4.11. Hasil Pengukuran Tegangan, Arus dan Frekuensi …… ............... 101

Tabel 4.12. Hasil Pengukuran Daya Reaktif, Daya Nyata dan Daya Semu … 102

Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi…… .................................... 102








Tabel 4.21. Hasil Pengukuran Daya Reaktif, Daya Nyata dan Daya Semu …. 107


Tabel 4.23. Pengujian Perbandingan Tampilan Sensor Suhu LM35 dengan Alat

Ukur Thermometer Digital …… ..................................................... 112


Tabel 4.25. Hasil Pengukuran Daya Reaktif, Daya Nyata dan Daya Semu 115

Tabel 4.26. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi …………………………… 115


Tabel 4.28. Hasil Pengukuran Daya Reaktif, Daya Nyata dan Daya Semu .... 116


Tabel 4.30. Rata-rata dan Selisih Arus di Ruang 1 ......................................... 116

Tabel 4.31. Hasil Pengukuran Karakteristik Tegangan ................................... 117

Tabel 4.32. Hasil Pengukuran Daya Nyata dan Daya Semu .......................... 118

Tabel 4.33. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi (Real Energy) ................... 120

Tabel 4.34. Hasil Pengukuran Tegangan, Arus dan Frekuensi ....................... 121



Tabel 4.37. Hasil Pengukuran Tegangan, Arus dan Frekuensi ....................... 122



Tabel 4.40. Rata-rata dan Selisih Arus di Ruang 1 .......................................... 123

Tabel 4.41. Hasil Pengukuran Karakteristik Tegangan ................................... 124

Tabel 4.42. Hasil Pengukuran Daya Nyata (Real Power) ................................ 125

Tabel 4.43. Hasil Pengukuran Pemakaian Energi (Real Energy) .................... 127

PEMBATAS TEMPERATUR OPERASI AIR CONDITIONEReprints.uny.ac.id/9734/1/cover -07506134014.pdf ·...

Documents

Transcript of PEMBATAS TEMPERATUR OPERASI AIR CONDITIONEReprints.uny.ac.id/9734/1/cover -07506134014.pdf ·...