LAPORAN TAHUNAN

PENELITIAN HIBAH BERSAING INSTITUSI

Pengembangan Kompor Batik Listrik Otomatis Berbasis

Mikrokontroller AT89S52 Dengan Kontrol Sudut Fasa

Pada Proses Pembuatan Batik Tulis Tradisional

Tahun ke -1 dari rencana 2 Tahun

TIM PENGUSUL

I Gede Nurhayata, S.T., M.T (NIDN : 0004047507)

Dr. I Gede Sudirtha, S.Pd,M.Pd (NIDN : 0016067102)

Dibiayai oleh :

Dana DIPA BLU

Universitas Pendidikan Ganesha

Nomor SP DIPA /042.01.2.400987/2018 revisi I tanggal 8 Maret 2018

Sesuai dengan Kontrak Penelitian

Nomor : 391/UN48.15/LT/2018

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

Bulan Oktober, Tahun 2018

ii

HALAMAN PENGESAHAN

PENELITIAN HIBAH BERSAING INSTITUSI

Judul Penelitian : Pengembangan Kompor Batik Listrik Otomatis

Berbasis Mikrokontroller AT89S52 Dengan

Kontrol Sudut Fasa Pada Proses Pembuatan

Batik Tulis Tradisional

Kode/Nama Rumpun Ilmu : 451 / Teknik Elektro

Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : I Gede Nurhayata, S.T., M.T. b. NIDN : 0004047507 c. Jabatan Fungsional : Lektor d. Program Studi : Teknik Elektro e. Nomor Hp : 081.338489669 f. Alamat sure1 (email) : gede.nurhayata@undiksha.ac.id Anggota Peneliti (1)

a. Nama Lengkap : Dr. I Gede Sudirtha,S.Pd,M.Pd b. NIDN : 0016067102 c. Perguruan Tinggi : Universitas Pendidikan Ganesha

Tahun Pelaksanaan : Tahun ke -1 dari rencana 2 Tahun

Biaya Tahun Berjalan : Rp. 12.500.000,-

Singaraja, 31 Oktober 2018

Mengetahui Ketua Peneliti

Dekan Fakultas Teknik Kejuruan

Dr. I Gede Sudirtha, S.Pd.,M.Pd. I Gede Nurhayata,S.T.,M.T.

NIP. 197106161996021001 NIP. 197504042002121001

Mengetahui

Ketua LPPM Undiksha

Prof. Dr. I. Gede Astra Wesnawa,M.Si

NIP. 196204251990031002

mailto:gede_nur@yahoo.co.id

iii

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya

maka penyusunan laporan penelitian tahunan Hibah Bersaing Institusi tahun pelaksanaan

2018 dengan judul “ Pengembangan Kompor Batik Listrik Otomatis Berbasis

Mikrokontroller AT89S52 dengan Kontrol Sudut Fasa Pada Proses Pembuatan Batik

Tulis Tradisional “ , dapat diselesaikan tepat waktunya.

Laporan penelitian ini memaparkan kegiatan yang telah dilakukan selama proses

penelitian dan hasil penelitian yang sudah dicapai. Kegiatan penelitian ini bertujuan

mengembangkan kompor batik listrik otomatis sebagai pengganti kompor batik

tradisional dengan bahan bakar minyak tanah. Hasil yang dicapai dalam penelitian yakni

prototipe kompor batik listrik otomatis yang mampu mengatur kestabilan suhu cairan

malam selama proses pembuatan motif batik.

Kami menyadari bahwa dalam penyusunan laporan penelitian ini masih terdapat

kekurangan. Oleh karena itu, segala kritik dan saran sangat kami harapkan demi

kesempurnaan laporan ini. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak

yang telah membantu dalam proses penelitian ini.

Singaraja, 31 Oktober 2018

Peneliti

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vii

ABSTRAK viii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Tujuan Khusus 3

1.4 Urgensi Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Batik Tulis Tradisional 5

2.2 Kompor Batik Tradisional 6

2.3 Kompor Batik Listrik 8

2.4 Mikrokontroller AT89S52 9

2.5 Sensor Suhu LM 35 10

2.6 Kontrol Sudut Fasa 11

BAB III. METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian 13

3.2 Lokasi Penelitian 24

3.3 Subjek dan Objek Penelitian 24

3.4 Metode Pengumpulan Data 24

3.5 Analisis Data 25

BAB 4. HASIL PENELITIAN

4.1 Hasil Penelitian 26

4.2 Pembahasan 31

v

BAB 5. PENUTUP

5.1 Simpulan 26

5.2 Saran

27

DAFTAR PUSTAKA 32

LAMPIRAN

01 : Foto Produk prototipe 34

02. : Artikel Publikasi 35

vi

DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pembuatan batik tulis tradisional 5

Gambar 2.2. Kompor batik dengan arang kayu bakar 6

Gambar 2.3. Kompor batik minyak tanah 7

Gambar 2.4. Kompor Batik Listrik 8

Gambar 2.5. Hardware dan Arsitektur Mikrokontroller 9

Gambar 2.6. Sensor suhu LM 35 10

Gambar 2.7. Karakteristik sensor suhu LM 35 11

Gambar 2.8. Kontrol sudut fasa beban resistip 11

Gambar 2.9. Grafik tegangan keluaran terhadap sudut fasa 12

Gambar 3.1. Kompor listrik dengan pengaturan manual 14

Gambar 3.2. Kompor listrik dengan pengaturan otomatis 14

Gambar 3.3. Model prototipe kompor batik listrik otomatis 15

Gambar 3.4. Diagram blok sistem kontrol pemanas pada kompor

batik listrik otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52 16

Gambar 3.5. Rancangan perangkat keras sistem kontrol kompor batik

listrik otomatis 18

Gambar 3.6. Algoritma membaca data suhu dan menampilkan pada LCD 19

Gambar 3.7. Algoritma pengaturan sudut fasa triac 22

Gambar 3.8. Algoritma program pengatur suhu dengan kontrol PID 23

Gambar 4.1. Desain prototipe kompor batik listrik otomatis 26

Gambar 4.2. Desain Sistem kontrol suhu kompor batik listrik otomatis 27

Gambar 4.3. Kinerja rangkaian sinkronisasi 28

Gambar 4.4. Kinerja program pembacaan suhu 28

Gambar 4.5. Kinerja kontrol sudut fasa 29

Gambar 4.6. Grafik kontrol suhu pada kompor batik listrik. 30

viii

Pengembangan Kompor Batik Listrik Otomatis Berbasis

Mikrokontroller AT89S52 Dengan Kontrol Sudut Fasa

Pada Proses Pembuatan Batik Tulis Tradisonal

Oleh

I Gede Nurhayata, I Gede Sudirtha

Abstrak

Pengaturan panas pada kompor tradisional berbahan bakar minyak tanah

tidak dapat mengatur suhu malam batik agar stabil selama proses pembuatan batik

tulis. Panas yang berlebih mengakibatkan cairan malam terlalu encer dan menetes

pada ujung canting sehingga mempengaruhi kualitas goresan malam pada kain

batik. Umumnya proses meniup ujung canting selalu dilakukan untuk memperoleh

suhu yang diinginkan. Hal ini tentu sulit bagi pemula khususnya mahasiswa PKK

Undiksha yang belum terampil sehingga kualitas batik menjadi kurang

memuaskan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, dalam penelitian ini

bertujuan mengembangkan sebuah kompor batik listrik yang mampu mengatur

kestabilan suhu malam secara otomatis dengan metode kontrol sudut fasa berbasis

mikrokontroller AT89S52. Dalam penelitian ini menerapkan metode penelitian

pengembangan yang meliputi desain kompor batik listrik, perangkat hardware

dan software. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh prototipe kompor batik listrik

yang mampu mengatur suhu cairan malam tetap stabil secara otomatis sehingga

karakteritiknya dapat dipertahakan selama proses pembuatan motif batik.

Kata kunci : mikrokontroller,kompor batik, kontrol sudut fasa

ix

Development of Automatic Electric-Based Batik Stove

AT89S52 Microcontroller With Phase Angle Control

In the Process of Making Traditional Batik

By

I Gede Nurhayata, I Gede Sudirtha

Abstract

The heat setting on traditional kerosene-fired stoves cannot regulate the

temperature of malam batik to be stable during the process of making batik.

Excessive heat causes the malam liquid to be too runny and dripping on the

canting end so that it affects the quality of the malam scratches on batik cloth.

Generally the process of blowing the canting tip is always done to obtain the

desired temperature. This is certainly difficult for beginners, especially Undiksha

PKK students who are not yet skilled so the quality of batik becomes less

satisfying. To overcome this problem, in this study aims to develop an electric

batik stove that is able to regulate the stability of the malam temperature

automatically with the AT89S52 microcontroller based phase angle control

method. In this study, the development research method was applied which

included the design of electric batik stoves, hardware and software devices. Based

on the results of the study obtained a prototype of an electric batik stove that is

able to regulate the temperature of the malam fluid remains stable so that its

characteristics can be maintained during the process of making batik motifs.

Keywords: microcontroller, batik stove, phase angle control

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Batik merupakan salah satu warisan budaya daerah bangsa Indonesia.

Penggunaan batik saat ini semakin banyak diminati oleh masyarakat sehingga

banyak daerah-daerah kini mulai ikut memproduksi batik, seperti daerah Sumatera

Barat dan Kalimantan Utara. Penjualan batik di pasar dalam negeri mampu

melampaui hasil ekspor batik Indonesia pada tahun 2013 sekitar Rp 3 triliun

dengan tujuan ekspor terbesar adalah Amerika, Jerman dan Korea (Harian Suara

Merdeka, 2013). Hal ini menunjukkan bahwa prospek usaha batik di Indonesia

sangat besar peminatnya sehingga setiap pengusaha batik harus mampu

meningkatkan kualitas produknya baik dari segi variasi desain motif hingga

proses produksinya. Melihat peluang usaha batik yang sangat postitip tersebut,

salah satu program studi di Universitas Pendidikan Ganesha (Undiksha) yakni

program studi tata busana pada jurusan Pendidikan Kesejahtraan Keluarga (PKK)

ikut berperan aktif dengan memberikan pengetahuan dan keterampilan di bidang

batik tulis tradisional untuk meningkatkan kualitas lulusannya.

Dalam proses pembelajaran pembuatan batik tulis tradisional, mahasiswa

PKK Undiksha masih menggunakan kompor batik tradisonal dengan bahan bakar

minyak tanah. Kompor tersebut berfungsi sebagai pemanas untuk mencairkan

malam atau lilin batik sehingga mudah ditampung pada alat canting. Karena suhu

lilin malam yang terlalu panas hingga cair maka terjadi tetesan di ujung canting.

Akibatnya cairan malam tidak dapat secara langsung digoreskan pada kain batik.

Oleh karena itu, ujung canting harus ditiup untuk menurunkan suhunya agar

mencapai kekentalan yang diinginkan. Permasalahannya adalah dalam proses

pembelajaran batik tulis tradisional menggunakan kompor minyak, ternyata

banyak mahasiswa yang mengalami kesulitan dalam mengatur suhu malam yang

tepat dengan aktivitas meniup canting. Akibatnya proses belajar menjadi lambat

dan kualitas hasil kerja kurang memuaskan.

2

Kelemahan lain dari kompor batik tradisional yakni ketersediaan bahan

bakar minyak tanah kini sudah semakin langka dan harganya pun semakin mahal

sehingga berdampak pada biaya produksi batik. Karena panas pada kompor

minyak tidak dapat diatur maka terjadi penguapan terhadap cairan malam dan

kualitas malam menjadi menurun. Disamping itu, penggunaan kompor minyak

akan menimbulkan polusi udara berupa asap yang dapat mengganggu kesehatan,

dan mengakibatkan permukaan wajan menjadi kotor.

Dengan beberapa kelemahan dan dampak yang dihasilkan dari

penggunaan kompor batik tradisional tersebut kini dipasaran sudah banyak yang

mengembangkan kompor batik listrik sebagai pengganti kompor batik tradisional.

Penggunaan kompor batik listrik mampu mengatasi dampak pada kompor batik

tradisional yakni lebih bersih karena tidak menimbulkan asap dan wajan tidak

kotor. Namun beberapa pembatik tidak mau beralih menggunakan kompor batik

listrik karena beberapa alasan, salah satunya takut kesetrum karena alat yang ada

tidak dilengkapi dengan sistem pengaman. Kompor batik listrik, saat ini belum

dilengkapi dengan pengatur suhu otomatis untuk mencegah terjadinya panas lebih

sehingga hasil pembatikan menjadi kurang bagus. Selain itu lilin batik atau malam

cepat menguap yang dapat membahayakan pengrajin itu sendiri dan alat yang ada

juga membutuhkan daya besar menggunakan elemen kompor listrik sehingga

kurang ekonomis.

Berdasarkan beberapa kekurangan yang masih ada pada kompor batik

listrik di pasaran maka dalam penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan

kompor batik listrik otomatis dengan fokus pada pengaturan suhu cairan malam

secara otomatis berbasis mikrokontroller sehingga memudahkan dalam proses

pembuatan batik tulis tradisional. Elemen panas yang digunakan pada kompor

batik listrik yang di pasaran menggunakan elemen filamen terbuka sehingga

mudah mengalami kerusakan akibat terkena cairan malam yang tercecer dan

rawan kesetrum jika terjadi kontak fisik. Untuk mengatasi hal itu, dalam

pengembangan ini akan menggunakan elemen panas tertutup sehingga lebih awet

dan mudah dibersihkan jika terkena ceceran malam. Kontrol daya panas pada

elemen pemanas dalam penelitian ini menggunakan metode kontrol sudut fasa

berbasis mikrokontroller sehingga pengaturan suhunya menjadi lebih stabil dan

3

ekonomis. Dari upaya pengembangan yang akan dilakukan diharapkan minat

masyarakat dalam proses pembuatan batik tulis tradisional semakin tinggi dan

kualitas hasil produk batik tulis tradisional menjadi lebih baik.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan tersebut di atas, maka rumusan masalah

penelitian ini adalah bagaimana mengembangkan kontrol sudut fasa berbasis

mikrokontroller AT89S52 untuk mengatur suhu pada kompor batik listrik secara

otomatis sehingga dapat menjaga kestabilan cairan malam ?

1.3. Tujuan Khusus Penelitian

Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk mengembangkan kompor batik

listrik otomatis dengan metode kontrol sudut fasa berbasis mikrokontroller

sehingga suhu cairan malam stabil selama proses pembuatan batik tulis

tradisional.

1.4. Urgensi Penelitian

Kualitas produk batik tulis tradisional sangat dipengaruhi oleh sarana yang

tepat salah satunya penggunaan kompor batik untuk mencairkan lilin malam.

Penggunaan kompor batik tradisional dengan bahan bakar minyak tidak dapat

menghasilkan suhu cairan malam yang diinginkan. Oleh karena itu pengaturan

suhunya harus dilakukan secara manual dengan meniup ujung canting. Proses ini

hanya dapat dilakukan oleh pengrajin batik profesional, sementara sebagai pemula

banyak mahasiswa masih mengalami kesulitan. Beberapa pengrajin batik

profesional masih belum siap beralih menggunakan kompor batik listrik yang

sudah beredar di pasaran, sebagai solusi atas kelemahan dari kompor batik

tradisional, karena faktor keamanan dan ekonomis masih menjadi pertimbangan.

Oleh karena itu, dalam penelitian ini perlu mengembangkan inovasi pada kompor

batik listrik untuk meningkatkan minat pengrajin batik profesional maupun

mahasiswa pemula untuk beralih menggunakan kompor batik listrik sehingga

dapat membantu mempercepat proses membuat batik tulis tradisonal.

4

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh dari hasil pengembangan terhadap kompor

batik listrik otomatis berbasis mikrokontroller adalah sebagai berikut :

a) Aspek pengetahuan, dapat menambah wawasan dalam pengembangan

ilmu dibidang rekayasa teknologi kompor batik tradisional dengan sistem

kendali otomatis berbasis mikrokontroller.

b) Aspek budaya, dapat meningkatkan budaya kerja yang bersih dan hemat

sehingga menghasilkan produk berkualitas sesuai kebutuhan pasar.

c) Aspek ekonomi, dapat menekan biaya produksi karena menggunakan

energi listrik yang lebih hemat dibandingkan bahan bakar minyak tanah

yang semakin mahal dan langka. Disamping itu, dapat meningkatkan

usaha batik tulis tradisional dengan proses dan kualitas yang lebih

bersaing.

d) Aspek sosial, dapat meningkatkan minat masyarakat untuk melestarikan

budaya batik tradisional sehingga mampu meningkatkan keterserapan

tenaga kerja di bidang usaha batik tradisional.

e) Aspek lembaga, dapat meningkatkan persaingan perguruan tinggi dalam

hal inovasi hasil penelitian baik di tingkat nasional maupun internasional

dalam mencetak sumber daya manusia yang unggul, berkualitas dan

berkarakter.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Batik Tulis Tradisional

Dalam bahasa Jawa kata batik berasal dari kata “ambatik” yaitu kata

“amba” yang berarti menulis dan kata “tik” yang berarti titik kecil, tetesan atau

membuat titik (H. Solichul Hadi : 2014). Jadi batik memiliki arti menulis atau

melukis. Pada dasarnya, batik termasuk salah satu jenis seni lukis. Bentuk-bentuk

yang dilukiskan diatas kain tersebut disebut dengan ragam hias. Ragam hias yang

terdapat pada batik pada umumnya berhubungan erat dengan beberapa faktor,

antara lain letak geografis, adat istiadat, dan kondisi alam.

Menurut Encus Dyah Ayou Moerniwati (dalam Soemarjadi dkk (2001:

136) berpendapat bahwa batik tulis adalah batik yang dibuat dengan cara

menerakan malam pada motif yang telah dirancang dengan menggunakan canting

tulis. Cara ini dilakukan untuk semua pemberian motif. Malam atau lilin batik

berfungsi sebagai bahan perintang warna. Pada dasarnya batik tulis adalah suatu

teknik pembuatan gambar pada permukaan kain dengan cara menutup bagian -

bagian tertentu dengan menggunakan bahan malam atau lilin dan alat canting.

Gambar 2.1. Pembuatan batik tulis tradisional

6

2.2. Kompor Batik Tradisional

Dalam proses pembuatan batik tulis tradisional membutuhkan bahan-

bahan dan beberapa peralatan secara khusus. Kompor batik merupakan salah satu

peralatan dalam proses membatik yang berfungsi sebagai pemanas untuk

mencairkan malam atau lilin batik pada wajan sebelum ditampung pada alat

canting.

Pada masa lalu para pengrajin batik menggunakan “Anglo” seperti tampak

pada Gambar 2.2, karena membatik biasanya menggunakan peralatan yang

sifatnya tradisional. Anglo terbuat dari tanah liat berfungsi sebagai alat pemanas

lilin batik atau malam. Penggunaan anglo membutuhkan arang kayu bakar untuk

membuat api sebagai sumber panas sehingga dibutuhkan kesabaran dan

ketelatenan untuk menjaga nyala api agar api tetap stabil.

Gambar 2.2. Kompor batik dengan arang kayu bakar (Anglo)

Pengrajin batik sekarang lebih suka menggunakan kompor, alasannya penggunaan

kompor lebih mudah dikendalikan dari pada penggunaan anglo (Kurniadi, 1996:

19). Sebagai pengganti arang kayu bakar maka digunakan kompor batik dengan

bahan bakar dari minyak tanah seperti tampak pada gambar 3. Pada kompor batik

minyak tanah memiliki sumbu kain untuk menyalurkan minyak tanah ke atas

perapian dan sekaligus berfungsi mengatur besar kecilnya nyala api sehingga

nyala api dapat dijaga tetap stabil.

7

Gambar 2.3. Kompor batik minyak tanah

Dulu harga minyak tanah masih murah, namun kini keberadaan minyak tanah

sudah semakin langka dan harganya pun sangat mahal. Dengan kondisi tersebut

biaya produksi batik tulis dengan kompor minyak tanah menjadi lebih mahal bila

dibandingkan dengan penggunaan anglo. Bila dilihat dari panas yang

dihasilkannya maka kompor minyak tanah mampu menghasilkan panas yang

lebih sempurna sehingga lebih irit pengggunaan bahan bakarnya dibandingkan

dengan anglo. Namun demikian panas yang dihasilkan untuk mencairkan malam

tidak dapat dikontrol dengan tepat untuk menghasilkan suhu malam yang

diinginkan. Malam yang dipanaskan dengan kompor minyak tanah sepenuhnya

mencair dengan suhu yang cukup tinggi sehingga pada ujung canting terjadi

tetesan malam. Karena kondisi malam yang terlalu encer, sebelum malam dapat

digoreskan pada kain maka cairan malam pada canting harus didinginkan dengan

cara meniup unjung canting sehingga tercapai suhu yang diinginkan.

Pekerjaan meniup ujung canting dalam proses pengaturan suhu malam

tentunya hanya dapat dilakukan oleh tenaga terampil yang profesional yang sudah

berpengalaman mengetahui suhu dan tingkat kekentalan malam yang tepat

sehingga untuk para pemula akan cukup kesulitan. Oleh karena itu, bagi pemula

dimana proses belajar membatik dengan menggunakan kompor minyak tanah

pada dasarnya adalah belajar mengatur suhu canting dengan cara meniup sehingga

dapat mengetahui suhu yang tepat dengan melihat hasil goresannya pada kain.

8

2.3. Kompor Batik Listrik

Tidak sedikit dari mereka yang baru belajar dalam proses batik tulis

tradisional dengan kompor batik minyak tanah gagal dalam mengatur suhu cairan

malam sehingga waktu pengerjaannya menjadi kurang lancar dan bahkan motif

yang dibuat menjadi rusak tidak sesuai harapan. Berawal dari kelemahan pada

kompor minyak tanah dengan penggunaan bakan bakar minyak tanah yang

semakin langka dan mahal serta pengaturan panas api yang tidak dapat dikontrol

sehingga malam terlalu cair maka banyak pengrajin batik beralih menggunakan

kompor batik dengan sumber panas dari listrik seperti tampak pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Kompor Batik Listrik

Kompor batik listrik merupakan sebuah kompor yang menggunakan

tenaga listrik untuk menghasilkan panas dalam mencairkan malam. Pada kompor

batik listrik terdapat sebuah elemen pemanas berupa kawat filamen yang akan

berpijar ketika dialiri dengan arus listrik. Panas yang dihasilkan kompor listrik ini

bergantung pada nilai arus yang mengalir ke kawat filamen sehingga panasnya

dapat diatur dengan mengatur nilai arus listriknya. Saat ini pengaturan panas

kompor batik listrik yang banyak beredar di pasaran masih dilakukan secara

manual melalui sebuah tombol putar seperti pada gambar di atas. Melalui tombol

tersebut pengrajin batik dapat mengatur panas pada elemen pemanas sehingga

diperoleh suhu yang diinginkan.

Kelemahan dari kompor batik listrik ini adalah menggunakan elemen

kawat filamen yang terbuka sehingga dapat mengalami kerusakan jika tertumpah

cairan malam. Antara elemen pemanas dengan wajan terdapat jarak ruang udara

9

sehingga efisiensi penyaluran panasnya tidak maksimal. Pengaturan panas yang

dihasilkan secara manual masih terbatas pada pengaturan panas pada kawat

filamen sehingga pengaturan suhunya pada wajan tidak mencerminkan suhu

cairan malam yang diinginkan. Selain kelemahan tersebut, kompor batik listrik

menggunakan kawat filamen yang biasa digunakan untuk kompor listrik yang

membutuhkan daya listrik cukup besar sehingga banyak pengrajin batik yang

belum tertarik menggunakan kompor batik listrik dengan alasan boros listrik.

Oleh karena itu, kompor batik listrik ini masih memiliki banyak kelemahan

sehingga dalam penelitian ini perlu untuk mengembangkannya dengan berfokus

pada suhu malam yang diinginkan pada wajan sehingga pengrajin mudah

menggoreskan cairan malam dengan suhu yang tepat ke kain.

2.4. Mikrokontroller AT89S52

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol

rangkaian elektronik dan umumnya dapat menyimpan program didalamnya.

Mikrokontroler AT89S52 merupakan sebuah sistem mikroprosseor lengkap yang

terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta

kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus (Benny,

2012). Mikrokontroller memiliki kemasan 40 pin dengan arsitektur seperti pada

Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Hardware dan Arsitektur Mikrokontroller AT89S52

( Rachmad Setiawan,2006).

10

Beberapa kelebihan yang diperoleh sistem dengan pengendalian berbasis

mikrokontroler AT89S52 adalah :

Proses kerja sistem kendali dilakukan sepenuhnya oleh mikrokontoler

dengan menggunakan bahasa pemograman assembly. Apabila terjadi

perubahan terhadap proses kerja sistem maka cukup hanya dengan

mengubah bahasa pemrogramannya saja.

Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan

I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga

mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja

secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.

Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan

memori dan I/O yang mampu berinteraksi dengan perangkat luar sesuai

kebutuhan sistem.

Harga mikrokontroller ini lebih murah dan mudah didapat dibanding

dengan mikrokontroller lain

2.5. Sensor Suhu LM 35

Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi National

Semikonduktor yang berfungsi untuk mengetahui temperatur suatu objek atau

ruangan dalam bentuk besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 ini dapat mengubah

perubahan temperatur menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor

suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dengan konsumsi arus

sebesar 60 µA saat beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 seperti tampak

pada Gambar 2.6 (Texas Instruments, LM 35).

Gambar 2.6. Sensor suhu LM 35

https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjA--Xkvf7XAhUI6Y8KHXhMCGgQFgguMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fds%2Fsymlink%2Flm35.pdf&usg=AOvVaw14yEOXicIjCIWMnRa9IhkJ

11

Sensor suhu LM 35 memiliki karakteristik secara linier antara suhu yang

diukur dengan tegangan keluarannya seperti diperlihatkan pada Gambar 2.7.

Tegangan keluarannya linier terhadap perubahan suhu dengan konstanta kenaikan

suhu 10 mV/0C Disamping itu komponen ini memiliki batas jangkauan

pengukuran suhu maksimum 175 derajat Celcius sehingga sangat sesuai

digunakan dalam penelitian pengembangan kompor batik listrik ini.

Gambar 2.7 Karakteristik sensor suhu LM 35

2.6. Kontrol Sudut Fasa

Kontrol sudut fasa merupakan salah satu metode dalam pengaturan

tegangan keluaran dari sumber tegangan bolak-balik. Dalam metode ini variasi

tegangan keluaran diperoleh dengan melakukan pengaturan sudut fasa penyalaan

thyristor pada setiap setengah periode gelombang sumber tegangan bolak-balik

seperti tampak pada Gambar 2.8. (Muhhamad H. Rasyid: 2014)

Gambar 2.8. Kontrol sudut fasa beban resistip

12

Hubungan antara tegangan keluaran efektif dengan sudut fasa penyalaan thyristor

pada beban resistip dinyatakan persamaan : (Robert W. Erickson, 2001)

𝑉𝑜 = 𝑉𝑚2

2𝜋 𝜋 − 𝛼 +

1

2𝑠𝑖𝑛2𝛼

2

dimana :

Vo = tegangan keluaran efektif

Vm= tegangan maksimum sumber

= sudut fasa penyalaan

dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa semakin besar sudut penyalaan

thyristor maka semakin kecil tegangan keluaran efektifnya. Bila persamaan

tersebut dinyatakan dalam grafik akan terlihat seperti tampak pada Gambar 2.9.

Dalam grafik tersebut perubahan sudut penyalaan thyristor memberikan

perubahan tegangan keluaran yang mendekati linier. Dengan grafik tersebut maka

pengaturan tegangan elemen pemanas pada kompor batik listrik sangat sesuai

dikontrol dengan metode pengaturan sudut fasa.

daerah linier

Sudut fasa

Te

ga

ng

an

ke

lua

ran

Gambar 2.9. Grafik tegangan keluaran terhadap sudut fasa

13

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian riset terapan untuk menguji dan

menerapkan teori dengan mengembangkan serta menghasilkan produk sehingga

dapat memecahkan persoalan secara nyata. Dalam riset pengembangan atau

Research and Development (R & D) bertujuan untuk mengembangkan, menguji

kemanfaatan dan efektivitas produk (model) yang dikembangkan, baik produk

teknologi, material, organisasi, metode, alat-alat dan sebagainya. Secara umum,

riset pengembangan mencakup langkah-langkah pengembangan dan pengujian

produk sebagai berikut:

a. melakukan kajian, baik secara teori maupun produk sejenis yang sudah ada,

untuk menghasilkan produk baru yang ”lebih baik”

b. mengembangkan prototipe produk baru

c. melakukan uji terhadap produk yang telah dikembangkan, baik melalui ahli,

pengguna maupun kemanfaatan.

d. merevisi produk berdasarkan hasil uji produk tersebut

e. melakukan uji ulang produk yang telah diperbaiki; dan

f. merumuskan produk akhir, dan panduan penggunaannya

Berdasarkan langkah pengembangan pertama di atas telah dilakukan suatu kajian

literatur terhadap keberadaan produk sejenis yang akan dikembangkan. Dari hasil

kajian diperoleh bahwa kompor batik listrik sudah mulai banyak digunakan untuk

menggantikan kompor batik tradisional. Semua kompor batik listrik

menggunakan komponen yang sama sebuah elemen pemanas sebagai sumber

penghasil panas untuk memanaskan wajan. Setiap kompor batik listrik

menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik yang bervarias sesuai dengan

kebutuhan pengguna. Umumnya semua kompor batik listrik dilengkapi dengan

14

alat kontrol panas elemen sehingga dapat mengatur panas cairan malam sesuai

kebutuhan. Namun pengaturan panas dari elemen pemanas tersebut masih

dilakukan secara manual untuk memperoleh temperatur suhu yang stabil.

Gambar 3.1. Kompor listrik dengan pengaturan manual

Hasil kajian pasar dari beberapa produk kompor batik listrik dengan

pengaturan manual diperlihatkan pada gambar 3.1. Tampak pada gambar tersebut

terdapat sebuah tombol manual untuk mengatur temperatur elemen pemanas

sesuai kebutuhan. Kelemahan dari produk ini yakni dengan pengaturan manual

diperlukan pengetahuan tentang temperatur suhu pemanas yang tepat agar

dihasilkan pencairan malam dengan baik. Dengan pengatur manual ini, pengrajin

akan melakukan beberapa kali pengaturan sampai diperoleh pengaturan yang

diinginkan. Tentunya ini hanya dapat dilakukan oleh pengrajin yang prosesional.

Gambar 3.2. Kompor listrik dengan pengaturan otomatis

Disamping itu, dipasaran juga ditemukan bebarapa jenis kompor batik

listrik yang sudah dilengkapi pengaturan suhu pemanas secara otomatis. Hal ini

15

dari segi harga jelas lebih mahal dibandingkan dengan pengaturan manual.

Kelebihan produk ini yakni tidak lagi diperlukan pengaturan suhu oleh pengrajin,

karena temperaturnya sudah ditentukan oleh produsennya. Dengan demikian

produk ini sangat sesuai digunakan oleh pengrajin yang tidak profesional ataupun

para pemula. Adapun kelemahan dari kompor batik listrik ini adalah proses

pencairam bahan malam sampai mencair secara menyeluruh membutuhkan waktu

cukup lama yakni sekitar 30 menit . Hal ini disebabkan oleh daya pemanas yang

digunakan cukup rendah maksimum 120 Watt. Disamping itu, sistem kontrol

panasnya menerapkan metode kontrol on/off. Dengan metode kontrol ini elemen

pemanas akan sering mengalami putus hubung aliran listrik ketika sudah

mencapai suhu yang diinginkan. Hal ini dapat mengakibatkan umur filamen

menjadi pendek dan kualitas filamen menurun yang disebabkan oleh arus start

yang tidak konstan sehingga diperlukan perawatan secara berkala untuk

penggantian elemen pemanas. Berdasarkan kajian produk kompor batik listrik di

atas maka dalam penelitian ini akan mengembangkan kompor batik listrik

otomatis yang mampu menghasilkan waktu proses pencairan malam lebih cepat

dan mampu mempertahankan kualitas elemen pemanas sehingga lebih awet serta

mampu menghemat pemakaian daya listrik. Dengan pengembangan ini

diharapkan dapat meningkatkan kualitas produksi batik tradisional sehingga

mampu bersaing di pasaran.

Adapun model prototipe kompor batik listrik otomatis yang akan

dikembangkan diperlihatkan pada gambar 3.3. Pada model tersebut hanya

dilengkapi tombol power dan display suhu aktual , sedangkan pengaturan kontrol

suhu dilakukan secara otomatis oleh rangkaian kontrol.

Gambar 3.3. Model prototipe kompor batik listrik otomatis

16

Prototipe kompor batik listrik otomatis ini menggunakan bahan tripleks

dengan ketebalan 1 cm untuk pembuatan desain kotak panelnya. Pada bagian

tengah dibuat lubang untuk menempatkan wajan berbahan stainless steel dengan

diameter 18 cm. Elemen pemanas yang digunakan dipilih berdaya 300 Watt yang

bertujuan untuk mempercepat waktu proses pencairan malam secara merata.

Elemen pemanas berupa elemen yang biasa digunakan pada rice cooker atau pada

teko listrik . Pada panel hanya dilengkapi tompbol power dan display suhu

sedangkan pengaturan panas elemen pemanas dilakukan secara otomatis melalui

rangkaian kontroller yang digambarkan dengan diagram blok seperti pada gambar

3.4.

Gambar 3.4. Diagram blok sistem kontrol pemanas pada kompor batik listrik

otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52.

Deskripsi :

Ketika catu daya dihidupkan, sensor suhu LM 35 akan mendeteksi nilai

temperatur dari wajan yang menampung malam batik. Keluaran suhu dari sensor

LM 35 masih berupa data analog. Supaya data suhu tersebut dapat dibaca oleh

mikrokontroller maka perlu dikonversi dengan komponen ADC 0804 untuk

mengubahnya menjadi data digital. Mikrokontroller menampilkan suhu aktual

pada layar LCD sehingga dapat diketahui suhu pada wajan. Setelah mengetahui

suhu aktual, mikrokontroler menghitung besarnya penyimpangan suhu antara

suhu referensi dengan suhu aktual. Nilai error sebagai ukuran perbedaan suhu

17

tersebut digunakan oleh mikrokontroller untuk menentukan nilai parameter

kendali dengan metode PID yang selanjutnya digunakan untuk menentukan

besarnya sudut fasa yang harus diberikan ke triac. Sinyal kendali yang diterima

triac dalam nilai sudut fasa akan menentukan besarnya daya listrik yang harus

diberikan ke elemen pemanas, dan pemanas memberikan panasnya untuk

mengubah temperatur wajan. Apabila suhu wajan semakin meningkat maka daya

listrik yang diberikan ke elemen pemanas akan semakin kecil sampai akhirnya

suhu wajan tepat sama dengan suhu yang diinginkan maka daya listrik akan sama

dengan nol. Dengan metode kontrol ini, elemen pemanas akan lebih awet karena

mendapat arus yang stabil sehingga umur gunanya akan lebih lama dibandingkan

dengan kompor batik listrik yang sudah ada dipasaran.

Berdasarkan deskripsi di atas , maka untuk mengembangkan sistem

kontrol tersebut membutuhkan rancangan perangkat keras (hardware) dan

perangkat lunak. (software). Rancangan perangkat keras merupakan suatu

rangkaian fisik dari komponen-komponen sistem kontrol tersebut. Sedangkan

rancangan perangkat lunak merupakan suatu program yang ditanamkan pada

mikrokontroler selaku kontrol utamanya sehingga mampu mengatur dan

mengolah data untuk menghasilkan keluaran yang sudah ditentukan.

Pengembangan Perangkat Keras

Dalam pengembangan perangkat keras dibutuhkan pengetahuan mengenai

karakteristik setiap komponen sistem seperti karakteristik sensor suhu LM 35,

ADC 0804, mikrokontroller AT89S52, Triac, elemen pemanas, dan komponen

elektronika pasif dan aktif lainnya. Karakteristik komponen tersebut sudah

dijelaskan pada kajian pustaka. Berdasarkan diagram blok sistem di atas, maka

dapat dirancang rangkaian perangkat keras seperti pada gambar 3.5.

18

a). Rangkaian skematik

b) Rancangan Papan Rangkaian Tercetak (PCB)

Gambar 3.5. Rancangan perangkat keras sistem kontrol kompor batik listrik

otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52

Pengembangan Perangkat Lunak

Perangkat keras yang sudah dikembangkan tidak akan dapat berfungsi jika

tidak didukung oleh perangkat lunak atau program yang ditanam pada

mikrokontroller AT89S52. Berdasarkan deskripsi sistem kontrol di atas

dibutuhkan tiga kinerja program yaitu :

19

a. Program pembacaan suhu dari sensor suhu LM 35

b. Program pengaturan sudut fasa penyulutan triac

c. Program pengaturan suhu dengan metode kontrol PID

Ketika program di atas dikembangkan, diawali dengan membuat algoritma

program dalam bentuk flowchart. Sebuah flowchart berfungsi untuk

menggambarkan kinerja program sehingga mudah dipahami.

Sensor LM 35 berfungsi untuk mengukur besaran suhu fisik dengan

keluaran berupa sinyal analog. Sensor ini digunakan untuk mengukur suhu aktual

cairan malam yang berada dalam wajan stainless. Karena sinyal keluarannya

masih berupa sinyal analog maka perlu diubah dengan komponen ADC 0804

sehingga diperoleh sinyal digital yang sesuai untuk data masukan bagi

mikrokontroller AT89S52. Setelah data masukan digital diterima maka perlu

dibuat program untuk menampilkan data tersebut ke layar LCD sehingga

pembacaan suhunya dapat diketahui. Pada gambar 3.6 memperlihatkan algoritma

program membaca data suhu pada ADC 0804 dan menampilkannya pada layar

LCD. Pada gambar sangat jelas langkah-langkah yang harus dikerjakan oleh

mikrokontroller mulai dari inisialisasi , pembacaan data ADC, konversi data ke

suhu dan perintah menampilkan data tersebut ke layar LCD.

Start

Inisialisasi LCD

dan register

Baca data ADC

Konversi data

ADC ke Suhu

Tampilkan Suhu

di LCD

Stop

Gambar 3.6. Algoritma membaca data suhu dan menampilkan pada LCD

20

Berdasarkan algoritma tersebut maka pengembangan program konversi data ADC

ke dalam bahasa assembly sebagai berikut :

konversi_ADC :

setb P3.1 ; RD =1

clr P3.2 ; WR =0

setb P3.2 ; WR dari 0 ke 1 (start konversi)

wait: jb P3.0,wait ; tunggu INTR = 0

clr P3.1 ; RD dari 1 ke 0 (baca data dari ADC)

mov suhu,P1

acall delay

setb P3.1 ; RD = 1

clr P3.2 ; WR = 0

ret

Untuk menampilkan suhu pada layar LCD dilakukan pengembangan program ke

dalam bahasa assembly sebagai berikut :

display_suhu:

mov A,#0C3h ; set alamat lcd baris 2

acall controlout ; kirim kontrol alamat

acall delay

mov A,R2 ; ambil data suhu

cjne A,#030h,dsh ;

mov A,#020h ; spasi kosong

dsh:

lcall dataout

acall delay

mov A,#0C4h

acall controlout

acall delay

mov A,R1

lcall dataout

acall delay

mov A,#0C5h

acall controlout

acall delay

mov A,R0

Lcall dataout

acall delay

Degree:

mov A,#0C6h

acall controlout

acall delay

21

mov A,#223 ; kode tanda derajat suhu

lcall dataout

acall delay

ret

Setelah pengembangan program pembacaan data suhu selesai, maka

dilanjutkan dengan pengembangan program pengaturan sudut fasa untuk

mengontrol triac. Dalam proses pengaturan sudut fasa pada dasarnya mengatur

waktu penyalaan triac dalam setengah periode gelombang sinusoida seperti telah

dijelaskan pada kajian pustaka. Penyalaan triac harus dilakukan pada waktu yang

tepat sehingga tegangan keluarannya stabil. Untuk itu diperlukan adanya sinyal

sinkronisasi yang digunakan sebagai titik awal perhitungan waktu penyalaan triac.

Dengan adanya sinyal sinkronisasi ini maka penyalaan triac tidak akan meloncat-

loncat dalam setengah periode gelombang sinus. Pengaturan waktu sudut

penyalaan triac memiliki rentang setengah periode gelombang sebesar 10 mS

yang mana sudut ini mewakili rentang sudut penyalaan triac maksimum 180

derajat. Untuk mengatur waktu penyalaan triac yang variabel dibutuhkan

pengendalian pewaktuan atau timer. Pada mikrokontroller AT89S52 memiliki dua

fasilitas timer yang digunakan untuk membangun pewaktuan tersebut.

Pada gambar 3.7 memperlihatkan algoritma pengaturan sudut fasa untuk

penyalaan triac. Pada gambar tersebut beberapa langkah yang dikerjakan oleh

mikrokontroller selaku pengatur sudut fasa yakni inisialisasi register sudut fasa,

pendeteksian sinyal sinkronisasi. Jika tidak ada sinyal sinkronisasi maka

mikrokontroller akan terus menunggu sampai diterima sinyal tersebut. Ketika ada

sinyal sinkronisasi , timer mulai diaktifkan untuk membangkitkan delay yang

lamanya ditentukan oleh parameter dari sinyal kontrol PID. Ketika delay sudah

habis, maka mikrokontroller akan membangkirkan pulsa trigger positip untuk

menyalakan triac sehingga daya listrik pada beban dapat dikontrol.

22

Start

Inisialisasi

register

pulse

sinkronisasi

?

N

Aktifkan delay

sudut fasa

Delay

habis

?

N

Aktifkan pulse

trigger

Y

Y

Kirim pulse triger

ke Triac

Stop

Gambar 3.7. Algoritma pengaturan sudut fasa triac

Berdasarkan algoritma di atas maka pengembangan program pengaturan sudut

fasa ke dalam bahasa assembly adalah sebagai berikut :

sudut_fasa:

mov sudut,yc ; masukkan sudut fasa sesuai nilai yc

jb P3.4,$ ; tunggu sinyal sinkronisasi

jnb P3.4,$ ; tunggu sinyal low ke high

acall alpha ; hitung periode sudut alpha

acall trigger ; kirim pulsa trigger ke triac

acall count ; cek penekanan tombol

ret

alpha:

mov A,#255

subb A,sudut

mov TH0,A

mov TL0,#239 ; d8ef

mov TMOD,#01h

clr TF0

setb TR0

ax6: nop

jbc TF0,ax5

sjmp ax6

ax5: ret

23

trigger:

setb P3.3 ; kirim pulsa trigger high

acall delay_100us ; pulsa trigger 0,1mS

clr P3.3 ; kirim pulsa trigger low

ret

Setelah program pembacaan suhu dan program pengaturan sudut fasa

dikembangkan sesuai algoritmanya, maka langkah selanjutnya adalah

mengembangkan program utama yaitu pengontrolan suhu pada elemen pemanas

sehingga diperoleh suhu yang stabil. Dalam pengontrolan suhu ini menggunakan

metode kontrol PID sehingga diperoleh respon yang lebih cepat dalam proses

pencairan malam serta lebih hemat pemakaian daya listrik. Dalam metode kontrol

PID, beberapa langkah yang harus dikerjakan oleh mikrokontroller agar dapat

berfungsi dengan baik yakni diawali dengan pembacaan suhu aktual pada wajan

untuk mengetahui suhu malam yang sebenarnya, kemudian menentukan nilai error

yang menyatakan besarnya penyimpangan atau selisih suhu aktual dengan suhu

yang sudah ditetapkan. Berdasarkan nilai error tersebut, dihitung besarnya

parameter kontroller PID untuk menentukan nilai sudut fasa yang harus dikirim ke

triac sehingga daya listrik yang dialirkan ke elemen pemanas sesuai dengan

besarnya error tersebut. Pada gambar 3.8 memperlihatkan algoritma program

pengaturan suhu dengan metode kontrol PID.

Start

Inisialisasi LCD

Setpoint suhu

Baca suhu actual

elemen pemanas

Hitung Error

Hitung

Parameter PID

Hitung sudut fasa

dan kirim ke triac

Kirim daya ke

elemen pemanas

StopProgram Kontrol

Suhu berbasis PID

Gambar 3.8. Algoritma program pengatur suhu dengan kontrol PID

24

Berdasarkan algoritma tersebut, maka dikembangkan program pengatur

suhu dengan kontrol PID ke dalam bahasa assembly sebagai berikut :

main:

acall konversi_ADC ; konversi data suhu analog ke digital

mov A,suhu ; ambil data suhu aktual

mov P0,A ; kirim data suhu ke PC

acall data_suhu ; menyimpan data suhu pada register

djnz temp,m1

acall data_ke_ASCII ; mengubah nilai data suhu ke format ASCII

acall display_suhu ; menampilkan nilai suhu pada layar LCD 8x2

acall display_yc

sjmp main

3.2. Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dilakukan di Lab Elektronika dan Workshop 1 Jurusan

D3 Teknik Elektronika (TE) Undiksha Singaraja.

3.3. Subyek dan Obyek Penelitian

Subyek penelitian ini adalah kompor batik listrik otomatis dengan metode

kontrol sudut fasa berbasis mikrokontroller AT89S52. Objek penelitian adalah

desain perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (Software) uterhadap

sistem kontrol sudut fasa untuk mengatur suhu tetap stabil secara otomatis pada

kompor batik listrik .

3.4. Metode Pengumpulan Data

Dalam penelitian ini, dilakukan pengujian terhadap kinerja perangkat keras

dan perangkat lunak pada sistem kontrol sudut fasa berbasis mikrokontroller

AT89S52. Pengumpulan data dilakukan melalui pengukuran parameter dengan

alat ukur voltmeter, dan osiloskop serta pengamatan langsung. Data yang

dikumpulkan meliputi data pembacaan suhu, data kinerja sinkronisasi, data kinerja

kontrol sudut fasa dan data kinerja pengendalian.

25

3.5. Analisis Data

Analisis data bertujuan untuk mengevaluasi hasil pengembangan

perangkat keras dan lunak berdasarkan data pengamatan. Analisis data dilakukan

secara kualitatif dan deskriptif. Analisis kualitatif digunakan untuk mengevaluasi

kinerja perangkat keras, sedangkan analisis deskriptif digunakan untuk

mengevaluasi kinerja sistem secara keseluruhan.

26

BAB IV

HASIL PENELITIAN

4.1. Hasil Penelitian

Berdasarkan pengembangan perangkat keras pada sistem kompor batik

listrik otomatis diperoleh hasil berupa prototipe seperti diperlihatkan pada gambar

4.1. Pada gambar terlihat desain tampak luar (a) dimana panel depan hanya

terdapat sakelar power dan display LCD untuk menampilkan suhu aktual.

Sedangkan pada tampak dalam (b) terlihat tata letak komponen perangkat keras

meliputi transformator catu daya, rangkaian kontrol, sensor suhu dan elemen

pemanas.

a). Desain tampak luar b). Desain tampak dalam

Gambar 4.1. Desain prototipe kompor batik listrik otomatis

27

Pada gambar 4.2. memperlihatkan hasil rancangan perangkat keras sistem

kontrol suhu kompor batik listrik otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52

dengan metode kontrol sudut fasa. Pada gambar terlihat tata letak komponen

mikrokontroller, ADC 0804, sensor suhu LM 35, komponen sinkronisasi dan

komponen catu daya.

a) Rancangan PCB b). Desain PCB

Gambar 4.2 Desain Sistem kontrol suhu kompor batik listrik otomatis

Hasil Perangkat Lunak

Berdasarkan pada hasil pengembangan perangkat keras dan lunak selama

proses pelaksanaan penelitian diperoleh hasil penelitian berupa kinerja dari

perangkat keras dan perangkat lunak serta kinerja keseluruhan dalam bentuk

prototipe sistem kontrol kompor batik listrik otomatis.

Adapun beberapa kinerja hasil penelitian dari perangkat keras dan lunak

yang sudah diuji secara teknis meliputi :

1 Kinerja rangkaian sinkronisasi

2 Kinerja program pembacaan suhu

3 Kinerja program kontrol sudut fasa

4 Kinerja program pengatur suhu dengan kontrol PID

28

A. Kinerja Rangkaian Sinkronisasi

Pada gambar 4.3 menunjukkan hasil kinerja rangkaian sinkronisasi yang

ditunjukkan dalam bentuk gelombang dengan menggunakan instrumen berupa

osiloskop digital. Pada gambar terlihat bahwa pulsa-pulsa sinkronisasi berupa

pulsa-pulsa negatip terjadi setiap periode setengah gelombang sinusoida dari

frekuensi jaringan listrik 50 Hz yakni sebesar 10 mS. Pulsa-pulsa ini terjadi tepat

pada titik persilangan nol dari gelombang sinusoida jaringan listrik. Dari tampilan

gelombang tersebut dapat dinyatakan bahwa bentuk sinyal sinkronisasi tersebut

sudah sesuai secara teori. Hal ini berarti rangkaian sinkronisasi sudah bekerja

dengan benar.

Gambar 4.3. Kinerja rangkaian sinkronisasi

B. Kinerja Program Pembacaan Suhu

Kinerja program pembacaan suhu bertujuan untuk mengetahui apakah

perangkat lunak sudah berfungsi dengan baik dalam menampilkan data suhu pada

layar lcd. Pada gambar 4.4 memperlihatkan hasil pembacaan suhu dan

menampilkan pada layar LCD untuk berbagai nilai sinyal kendali (yc).

Gambar 4.4 . Kinerja program pembacaan suhu

29

C. Kinerja Program Kontrol Sudut Fasa

Kinerja program kontrol sudut fasa bertujuan untuk mengetahui apakah

perangkat lunak sudah berfungsi dengan baik dalam menghasilkan sudut

pewaktuan untuk penyalaan triac. Sudut pewaktuan dikatakan baik jika memiliki

lebar waktu yang teratur pada posisi yang tetap sejak diterimanya sinyal

sinkronisasi. Pada gambar 4.5. memperlihatkan hasil kinerja program kontrol

sudut fasa untuk berbagai nilai sudut penyalaan .

Gambar 4.5. Kinerja kontrol sudut fasa

Pada gambar terlihat bahwa lebar sudut fasa selalu tetap, hal ini

menunjukkan bahwa pengaturan waktunya sudah bekerja dengan baik. Disamping

itu, sinyal sudut fasa selalu memulai ketika ada sinyal sinkronisasi sehingga

posisinya selalu stabil untuk memberikan sinyal kendali ke triac. Hal ini

menunjukkan bahwa program mampu mendeteksi adanya sinyal sinkronisasi

dengan baik dan menjaga posisi sudut penyalaan selalu tetap terhadap sinyal

sinkronisasi.

D. Kinerja Program Pengatur Suhu Otomatis dengan Kontrol PID

Kinerja program kontrol suhu otomatis berbasis kontrol PID bertujuan

untuk mengetahui apakah perangkat lunak sudah berfungsi dengan baik dalam

mengendalikan suhu elemen pemanas sehingga diperoleh temperatur cairan

malam yang stabil. Dalam pengujian ini, tidak dapat dilakukan dengan

mengamati perubahan suhu pada layar LCD karena tidak dapat mengukur laju

30

proses perubahan suhu dari elemen pemanas. Oleh karena itu diperlukan

visualisasi dalam bentuk grafik yang dapat diamati secara langsung pada layar

komputer. Pada gambar 4.6 memperlihatkan hasil pengujian program kontrol

suhu dengan metode kontrol PID.

Gambar 4.6 Grafik kontrol suhu pada kompor batik listrik.

Pada gambar terlihat suhu referensi (acuan) ditandai dengan garis

berwarna merah dengan nilai sebesar 80 0 C. Kemudian grafik dengan garis

warna biru menunjukkan nilai suhu aktual yang diukur dengan sensor LM 35 pada

wajan steinless. Bila dilihat pada grafik, suhu aktual bergerak dengan kondisi awal

30 derajat celsius dan mencapai suhu referensi dalam waktu 200 detik. Ketika hal

itu tercapai elemen pemanas langsung mati karena pada titik tersebut nilai sudut

penyalaannya paling maksimum 180 derajat sehingga daya listrik yang diserap

oleh elemen pemanas menjadi paling minim. Hal inilah yang menjadi alasan

mengapa dengan kontrol ini, terjadi penghematan daya listrik. Ketika suhu aktual

mencapai suhu referensi, ternyata suhunya masih bergerak naik karena adanya

pelepasan panas berlebih ke udara. Ketika panasnya mulai menurun, maka

terjadilah perubahan suhu di sekitar nilai suhu referensi. Hal ini menunjukkan

bahwa program telah bekerja dengan baik dan mampu menjaga suhu aktual

mendekati suhu referensi.

31

4.2. Pembahasan

Dari hasil pengujian perangkat keras dan perangkat lunak tampak bahwa

kinerja kedua perangkat tersebut telah bekerja sesuai rancangan. Rangkaian

sensor suhu telah berhasil mengidentifikasi nilai temperatur pada elemen pemanas

dengan menampilkan hasil pengukuran suhu pada lcd. Berdasarkan nilai

temperatur tersebut, mikrokontroller mengestimasi nilai error atau penyimpangan

yang terjadi antara suhu aktual dengan suhu acuan (yang diharapkan). Besarnya

nilai error digunakan untuk menentukan pengaturan tegangan pada elemen

pemanas dengan mengatur nilai sudut penyalaan thyristor (triac) sehingga

menghasilkan panas sesuai kebutuhan untuk mengkompensasi nilai error tersebut.

Dari grafik pada gambar 4.6, tampak bahwa pemanas dapat dikontrol sehingga

suhu aktual dapat mencapai suhu acuan. Dalam proses tersebut, suhu aktual

membutuhkan waktu untuk mencapai suhu acuan. Hal ini disebabkan karena

terjadi penyerapan panas oleh kondisi awal dari malam batik yang masih dingin.

Ketika suhu malam sudah mendekati nilai suhu acuan dan telah mencair secara

menyeluruh, tampak temperaturnya sudah cukup stabil disektiar nilai suhu acuan.

Dengan suhu cairan malam yang sudah sesuai maka aktifitas meniup ujung

canting tidak lagi perlu dilakukan dan langsung bisa digoreskan untuk membuat

motif batik tradisional.

32

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil pengembangan produk prototipe kompor batik listrik

otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52 dengan metode kontrol sudut fasa

dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Pengembangan kompor batik listrik otomatis membutuhkan perangkat

keras dan perangkat lunak untuk pengaturan suhu berbasis mikrokontroller

AT89S52 dengan metode kontrol sudut fasa.

2. Kinerja perangkat keras dan lunak sudah berfungsi dengan baik sehingga

mampu mengontrol suhu cairan malam dengan stabil.

3. Suhu malam cair terbaik diperoleh pada nilai suhu 80 derajat Celsius

dimana pada kondisi tersebut cairan tidak menetes pada ujung canting

namun mudah digoreskan pada kain kerja.

5.2 Saran

Sistem kontrol kompor batik listrik ini sudah otomatis menjaga suhu

cairan malam tetap stabil. Namun masih perlu dikembangkan agar mampu

mendeteksi secara otomatis jenis malam yang digunakan, mengingat terdapat

perbedaan jenis malam dengan suhu kerja yang berbeda-beda dalam proses

pembuatan batik tulis.

33

DAFTAR PUSTAKA

Arif Hendra Nugraha. 2014. “Kompor Batik Listrik Otomatis Berbasis

Mikrokontroler ATMega8 Dengan Zero Crossing Detector” tersedia

http://etd.repository.ugm.ac.id/index.php?mod=penelitian_detail&sub=

PenelitianDetail&act=view&typ=html&buku_id=76822&obyek_id=4,

diakses pada 4 Nopember 2017

Atmel .2013,“8-Bit Microcontroller With 4K Bytes AT89S51 Datahseet”,

Tersedia pada http://www.atmel.com/images/doc2487.pdf. Diakses

pada 10 Oktober 2013.

H.Solichul Hadi, dkk. 2014. ”Sejarah dan Teknik Pembuatan Batik “, tersedia

http://shadibakri.uniba.ac.id/wp-content/uploads/2016/03/Sejarah-dan-

Proses-Batik-SMG.pdf diakses pada 4 Nopember 2017

Kurniadi, Edi. 1996. “Seni Kerajinan Batik”. Surakarta: SebelasMaret University

Press.

Muhhamad H. Rasyid. 2014. “Power Electronics: Circuits, Devices and

Applications (4rd Edition) “ tersedia pada

http://minitorn.tlu.ee/~jaagup/kool/java/kursused/15/robootika/elektriop

ik.pdf diakses pada 4 Nopember 2017

Rachmad Setiawan. 2006. “Mikrokontroller MCS-51”, Penerbit Graha Ilmu,

Yogyakarta.

RobertW Erickson. 2001. “Fundamentals of Power Electronics” , Kluwer

Academic Publishers, New York

Soemarjadi dkk. 2001. Pendidikan Keterampilan. Malang: Universitas Negeri

Malang.

“Spesifikasi Kompor Batik Tulis”, tersedia pada

https://intranet.batik.go.id/file_lampiran/media/SEKSI_ALIH_TEKNO

LOGI_DAN_INKUBASI.pdf diakses pada 4 Nopember 2017

Texas Instruments, LM 35 tersedia http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf

diakses pada 4 Nopember 2017

http://www.atmel.com/images/doc2487.pdfhttps://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjA--Xkvf7XAhUI6Y8KHXhMCGgQFgguMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fds%2Fsymlink%2Flm35.pdf&usg=AOvVaw14yEOXicIjCIWMnRa9IhkJ

34

Lampiran : 01. Foto Produk

35

Lampiran : 02. Artikel Penelitian

PENGEMBANGAN KOMPOR BATIK LISTRIK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S52 DENGAN

KONTROL SUDUT FASA PADA PROSES PEMBUATAN BATIK TULIS TRADISIONAL

I Gede Nurhayata1), Gede Sudirtha 2) 1 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Kejuruan

,2 Program Studi PKK, Fakultas Teknik dan Kejuruan

Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, Indonesia

email : gede.nurhayata@undiksha.ac.id,

Abstrak

Kompor batik listrik saat ini semakin diminati oleh pengrajin batik bila dibanding kompor batik tradisonal dengan bahan bakar minyak tanah yang semakin langka dan mahal. Permasalahan dari kompor batik listrik tersebut yakni pengaturan temperatur elemen pemanas masih manual untuk mengatur agar suhu malam tetap stabil. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan kompor batik listrik otomatis dengan kontrol sudut fasa. Penelitian ini merupakan riset terapan dengan pengembangan sistem perangkat keras dan lunak. Hasil penelitian berupa prototipe kompor batik listrik otomatis dimana kompor ini mampu mengatur suhu malam tetap stabil sehingga lebih mudah dalam proses pembuatan batik tulis tradisonal. Kata kunci : mikrokontroller,kompor batik, kontrol sudut fasa

Abstract

Electric batik stoves are now increasingly in demand by batik craftsmen when compared to traditional batik stoves with kerosene fuel which is increasingly scarce and expensive. The problem of the electric batik stove is the temperature setting of the heating element is still manual to adjust the night temperature to remain stable. The purpose of this study was to develop an automatic electric batik stove with phase angle control. This research is applied research with the development of hardware and software systems. The results of the research were an automatic electric batik stove prototype where the stove was able to regulate the night temperature remained stable so that it was easier in the traditional batik making process. Keywords: microcontroller, batik stove, phase angle control

36

Pendahuluan Batik merupakan salah satu

warisan budaya daerah bangsa Indonesia. Penggunaan batik saat ini semakin banyak diminati oleh masyarakat sehingga banyak daerah-daerah kini mulai ikut memproduksi batik, seperti daerah Sumatera Barat dan Kalimantan Utara. Penjualan batik di pasar dalam negeri mampu melampaui hasil ekspor batik Indonesia pada tahun 2013 sekitar Rp 3 triliun dengan tujuan ekspor terbesar adalah Amerika, Jerman dan Korea (Harian Suara Merdeka, 2013). Hal ini menunjukkan bahwa prospek usaha batik di Indonesia sangat besar peminatnya sehingga setiap pengusaha batik harus mampu meningkatkan kualitas produknya baik dari segi variasi desain motif hingga proses produksinya. Melihat peluang usaha batik yang sangat postitip tersebut, salah satu program studi di Universitas Pendidikan Ganesha (Undiksha) yakni program studi tata busana pada jurusan Pendidikan Kesejahtraan Keluarga (PKK) ikut berperan aktif dengan memberikan pengetahuan dan keterampilan di bidang batik tulis tradisional untuk meningkatkan kualitas lulusannya

Dalam proses pembelajaran pembuatan batik tulis tradisional, mahasiswa PKK Undiksha masih menggunakan kompor batik tradisonal dengan bahan bakar minyak tanah. Kompor tersebut berfungsi sebagai pemanas untuk mencairkan malam atau lilin batik sehingga mudah ditampung pada alat canting. Karena suhu lilin malam yang terlalu panas hingga cair maka terjadi tetesan di ujung canting. Akibatnya cairan malam tidak dapat secara langsung digoreskan pada kain batik. Oleh karena itu, ujung canting harus ditiup untuk menurunkan suhunya agar

mencapai kekentalan yang diinginkan. Permasalahannya adalah dalam proses pembelajaran batik tulis tradisional menggunakan kompor minyak, ternyata banyak mahasiswa yang mengalami kesulitan dalam mengatur suhu malam yang tepat dengan aktivitas meniup canting. Akibatnya proses belajar menjadi lambat dan kualitas hasil kerja kurang memuaskan.

Kelemahan lain dari kompor batik tradisional yakni ketersediaan bahan bakar minyak tanah kini sudah semakin langka dan harganya pun semakin mahal sehingga berdampak pada biaya produksi batik. Karena panas pada kompor minyak tidak dapat diatur maka terjadi penguapan terhadap cairan malam dan kualitas malam menjadi menurun. Disamping itu, penggunaan kompor minyak akan menimbulkan polusi udara berupa asap yang dapat mengganggu kesehatan, dan mengakibatkan permukaan wajan menjadi kotor

Dengan beberapa kelemahan dan dampak yang dihasilkan dari penggunaan kompor batik tradisional tersebut kini dipasaran sudah banyak yang mengembangkan kompor batik listrik sebagai pengganti kompor batik tradisional. Penggunaan kompor batik listrik mampu mengatasi dampak pada kompor batik tradisional yakni lebih bersih karena tidak menimbulkan asap dan wajan tidak kotor. Namun beberapa pembatik tidak mau beralih menggunakan kompor batik listrik karena beberapa alasan, salah satunya takut kesetrum karena alat yang ada tidak dilengkapi dengan sistem pengaman. Kompor batik listrik, saat ini belum dilengkapi dengan pengatur suhu otomatis untuk mencegah terjadinya panas lebih sehingga hasil pembatikan menjadi kurang bagus. Selain itu lilin batik atau malam cepat menguap

37

yang dapat membahayakan pengrajin itu sendiri dan alat yang ada juga membutuhkan daya besar menggunakan elemen kompor listrik sehingga kurang ekonomis.

Berdasarkan beberapa kekurangan yang masih ada pada kompor batik listrik di pasaran maka dalam penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan kompor batik listrik otomatis dengan fokus pada pengaturan suhu cairan malam secara otomatis berbasis mikrokontroller sehingga memudahkan dalam proses pembuatan batik tulis tradisional. Elemen panas yang digunakan pada kompor batik listrik yang di pasaran menggunakan elemen filamen terbuka sehingga mudah mengalami kerusakan akibat terkena cairan malam yang tercecer dan rawan kesetrum jika terjadi kontak fisik. Untuk mengatasi hal itu, dalam pengembangan ini akan digunakan elemen panas tertutup sehingga lebih awet dan mudah dibersihkan jika terkena ceceran malam. Kontrol daya panas pada elemen pemanas dalam penelitian ini menggunakan metode kontrol sudut fasa berbasis mikrokontroller sehingga pengaturan suhunya menjadi lebih stabil dan ekonomis. Dari upaya pengembangan yang akan dilakukan diharapkan minat masyarakat dalam proses pembuatan batik tulis tradisional semakin tinggi dan kualitas hasil produk batik tulis tradisional menjadi lebih baik

Metode Penelitian

Penelitian ini merupakan riset terapan dimana mengembangkan suatu produk berupa prototipe kompor batik listrik otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52 dengan kontrol sudut fasa pada proses pembuatan batik tulis tradisional . Adapun model prototipe dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Model prototipe kompor batik listrik otomatis

Berdasarkan model sistem tersebut kemudian diperoleh rancangan diagram blok sistemnya seperti tampak pada Gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2. Diagram blok sistem kontrol kompor batik listrik otomatis

Cara kerja sistem : Ketika catu daya dihidupkan,

sensor suhu LM 35 akan mendeteksi nilai temperatur dari wajan yang menampung malam batik. Keluaran suhu dari sensor LM 35 masih berupa data analog. Supaya data suhu tersebut dapat dibaca oleh mikrokontroller maka perlu dikonversi dengan komponen ADC 0804 untuk mengubahnya menjadi data digital. Mikrokontroller menampilkan suhu aktual pada layar LCD sehingga dapat diketahui suhu pada wajan. Setelah mengetahui suhu aktual, mikrokontroler menghitung besarnya penyimpangan suhu antara suhu referensi dengan suhu aktual. Nilai error sebagai ukuran perbedaan suhu tersebut digunakan oleh mikrokontroller untuk menentukan nilai parameter kendali dengan

38

metode PID yang selanjutnya digunakan untuk menentukan besarnya sudut fasa yang harus diberikan ke triac. Sinyal kendali yang diterima triac dalam nilai sudut fasa akan menentukan besarnya daya listrik yang harus diberikan ke elemen pemanas, dan pemanas memberikan panasnya untuk mengubah temperatur wajan. Apabila suhu wajan semakin meningkat maka daya listrik yang diberikan ke elemen pemanas akan semakin kecil sampai akhirnya suhu wajan tepat sama dengan suhu yang diinginkan maka daya listrik akan sama dengan nol. Dengan metode kontrol ini, elemen pemanas akan lebih awet karena mendapat arus yang stabil sehingga umur gunanya akan lebih lama dibandingkan dengan kompor batik listrik yang sudah ada dipasaran. Sebuah Mikrokontroler AT89S51 merupakan sistem mikroprosseor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus (Benny, 2012). Mikrokontroller AT89S51 memiliki kemasan 40 pin seperti pada Gambar 3.

Gambar 3. Mikrokontroller AT89S51

Sensor suhu IC LM 35

merupkan chip IC produksi National Semikonduktor yang berfungsi untuk mengetahui temperatur suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 ini

dapat mengubah perubahan temperatur menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dengan konsumsi arus sebesar 60 µA saat beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 seperti tampak pada Gambar 4 (Texas Instruments, LM 35). Sensor suhu LM 35 memiliki karakteristik secara linier antara suhu yang diukur dengan tegangan keluarannya seperti diperlihatkan pada Gambar 4. Tegangan keluarannya linier terhadap perubahan suhu dengan konstanta kenaikan suhu 10 mV/0C Disamping itu komponen ini memiliki batas jangkauan pengukuran suhu maksimum 175 derajat Celcius sehingga sangat sesuai digunakan dalam penelitian pengembangan kompor batik listrik ini.

Gambar 4. Sensor suhu LM 35

ADC 0804 merupakan

komponen yang berfungsi mengubah masukan tegangan analog menjadi keluaran digital. ADC ini memiliki lebar keluaran 8 bit dengan kemampuan konversi data sebesar 100 uS.

Gambar 5. ADC 0804

39

Kontrol sudut fasa merupakan salah satu metode dalam pengaturan tegangan keluaran dari sumber tegangan bolak-balik. Dalam metode ini variasi tegangan keluaran diperoleh dengan melakukan pengaturan sudut fasa penyalaan thyristor pada setiap setengah periode gelombang sumber tegangan bolak-balik seperti tampak pada Gambar 6. (Muhhamad H. Rasyid: 2014)

Gambar 6. Kontrol sudut fasa

Hubungan antara tegangan keluaran efektif dengan sudut fasa penyalaan thyristor pada beban resistip dinyatakan persamaan : (Robert W. Erickson, 2001)

𝑉𝑜 = 𝑉𝑚2

2𝜋 𝜋 − 𝛼 +

1

2𝑠𝑖𝑛2𝛼

2

dimana : Vo = tegangan keluaran efektif Vm= tegangan maksimum sumber

= sudut fasa penyalaan dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa semakin besar sudut penyalaan thyristor maka semakin kecil tegangan keluaran efektifnya. Bila persamaan tersebut dinyatakan dalam grafik akan terlihat seperti tampak pada Gambar 7 Dalam grafik tersebut perubahan sudut penyalaan thyristor memberikan perubahan tegangan keluaran yang mendekati linier. Dengan grafik tersebut maka

pengaturan tegangan elemen pemanas pada kompor batik listrik sangat sesuai dikontrol dengan metode pengaturan sudut fasa.

daerah linier

Sudut fasa

Te

ga

ng

an

ke

lua

ran

Gambar 7. Grafik tegangan ac terkontrol pada beban resistif

Dalam pengembangan pada perangkat lunak kompor batik listrik otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52 memerlukan perangkat keras yang sesuai untuk mengetahui kinerjanya. Beberapa perangkat keras yang dikembangkan pada tahun pertama ini sebagai adalah sebagai berikut :

1. Pengembangan desain kompor batik listrik otomatis

2. Pengembangan rangkaian pembaca suhu LM 35.

3. Pengembangan rangkaian sinkronisasi

4. Pengembangan rangkaian driver triac.

Pada gambar 7, memperlihatkan rancangan rangkaian sensor suhu LM 35 yang dilengkapi dengan ADC 0804 untuk menghasilkan keluaran suhhu digital

Gambar 7. Rangkaian sensor suhu LM 35

40

Pada gambar 8, memperlihatkan rancangan rangkaian sinkronisasi yang berfungsi untuk menghasilkan pulsa negatif sehingga sudut penyalaan triac selalu pada posisi yang stabil

Gambar 8. Rangkaian sinkronisasi

Pada gambar 9, memperlihatkan rancangan rangkaian driver triac yang berfungsi untuk mengatur aliran daya listrik ke elemen pemanas sesuai sudut fasa penyalaannya.

Gambar 9. Rangkaian driver Triac

Pada gambar 10, memperlihatkan rancangan rangkaian lengkap perangkat keras sistem kontrol kompor batik listrik otomatis.

Gambar 10. Rangkaian kontrol kompor batik

listrik otomatis

Setelah pengembangan perangkat keras, kemudian dilanjutkan dengan pengembangan perangkat lunak. Dalam pengembangan ini meliputi :

1. program pembacaan suhu, 2. program kontrol sudut fasa 3. program kendali suhu

otomatis. Pada gambar 11, memperlihatkan rancangan algoritma pembacaan suhu dari data ADC dengan mikrokontroller AT89S52.

Start

Inisialisasi LCD

dan register

Baca data ADC

Konversi data

ADC ke Suhu

Tampilkan Suhu

di LCD

Stop

Gambar 11. Algoritma pembaca suhu

Pada gambar 12, memperlihatkan rancangan algoritma kontrol sudut fasa triac dengan mikrokontroller AT89S52.

Start

Inisialisasi

register

pulse

sinkronisasi

?

N

Aktifkan delay

sudut fasa

Delay

habis

?

N

Aktifkan pulse

trigger

Y

Y

Kirim pulse triger

ke Triac

Stop

Gambar 12. Algoritma kontrol sudut fasa

41

Pada gambar 13, memperlihatkan rancangan algoritma kontrol suhu berbasis kontrol PID dengan mikrokontroller AT89S52.

Start

Inisialisasi LCD

Setpoint suhu

Baca suhu actual

elemen pemanas

Hitung Error

Hitung

Parameter PID

Hitung sudut fasa

dan kirim ke triac

Kirim daya ke

elemen pemanas

StopProgram Kontrol

Suhu berbasis PID Gambar 13. Algoritma kontrol suhu berbasis

kontrol PID

Hasil dan Pembahasan Dari hasil pengembangan

perangkat keras dan lunak selama proses pelaksanaan penelitian diperoleh hasil penelitian berupa desain kompor batik listrik otomatis seperti tampak pada gambar 14.

(a). Tampak luar

(b) Tampak dalam

Gambar 14. Desain prototipe kompor batik

listrik otomatis

Pada gambar 15, memperlihatkan hasil perangkat keras sistem kontrol kompor batik listrik otomatis.

Gambar 15. Perangkat keras kontrol suhu kompor batik listrik otomatis

Pada gambar 16, memperlihatkan hasil kinerja rangkaian sinkronisasi. Rangkaian ini sudah mampu menghasilkan sinyal pulsa negatif tepat pada setiap persilangan nol dari gelombang sinusoida jaringan listrik. Dengan sinyal ini maka posisi sudut penyalaan akan dapat dipertahankan pada nilai sudut yang tetap sehingga aliran daya pada beban menjadi stabil.

Gambar 16. Kinerja rangkaian sinkronisasi

Pada gambar 17, memperlihatkan hasil kinerja program pembaca suhu pada sensor LM 35 dan mampu ditampilkan pada layar LCD.

Gambar 17. Kinerja program pembaca suhu

42

Pada gambar 18, memperlihatkan hasil kinerja program kontrol sudut fasa. Tampak pada gambar lebar posisi sudut waktu penyalaannya selalu tetap dengan lebar 10 ms. Hal ini berarti program sudut fasa sudah dapat disinkronkan dengan tegangan jaringan listrik.

Gambar 18. Kinerja program kontrol

sudut fasa Pada gambar 19, memperlihatkan hasil kinerja program kontrol suhu berbasis kontrol PID. Tampak pada gambar, suhu elemen pemanas meningkat di awal dengan rise time 200 detik, kemudian suhunya relatif stabil di sekitar nilai suhu referensi. Hal ini menunjukkan bahwa program kontrol suhu sudah bekerja dengan baik mengatur suhu pemanas tetap stabil pada nilai suhu referensi.

Gambar 19. Kinerja program kontrol suhu berbasis kontrol PID

4. Simpulan dan Saran Berdasarkan hasil pengembangan produk prototipe kompor batik listrik otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52 dengan metode kontrol sudut fasa dapat disimpulkan sebagai berikut :

4. Pengembangan kompor batik listrik otomatis membutuhkan pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak dengan kontrol utama pengaturan suhu berbasis mikrokontroller AT89S52.

5. Kinerja perangkat keras dan lunak sudah berfungsi dengan baik dan mampu mengatur suhu cairan malam tetap stabil dengan kontrol PID

6. Suhu malam cair terbaik diperoleh pada nilai suhu 80 derajat Celsius dimana cairan tidak menetes pada ujung canting namun mudah digoreskan pada kain kerja.

Ucapan Terima Kasih

Terima kasih kepada Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha (Lemlit Undiksha) yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada peneliti melaksanakan penelitian ”Pengembangan Kompor Batik Listrik Otomatis Berbasis Mikrokontroller AT89S52 Dengan Kontrol Sudut Fasa Pada Proses Pembuatan Batik Tulis Tradisional “ dengan surat kontrak penelitian nomor : 391/UN48.15/LT/2018.

DAFTAR PUSTAKA Arif Hendra Nugraha. 2014. “Kompor

Batik Listrik Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMega8 Dengan Zero Crossing Detector” tersedia http://etd.repository.ugm.ac.id/index.php?mod=penelitian_detail&sub=PenelitianDetail&act=view&typ=html&buku_id=76822&obyek_id=4, diakses pada 4 Nopember 2017

Atmel .2013,“8-Bit Microcontroller

With 4K Bytes AT89S51 Datahseet”, Tersedia pada http://www.atmel.com/images/do

43

c2487.pdf. Diakses pada 10 Oktober 2013.

H.Solichul Hadi, dkk. 2014. ”Sejarah

dan Teknik Pembuatan Batik “, tersedia http://shadibakri.uniba.ac.id/wp-content/uploads/2016/03/Sejarah-dan-Proses-Batik-SMG.pdf diakses pada 4 Nopember 2017

Kurniadi, Edi. 1996. “Seni Kerajinan

Batik”. Surakarta: SebelasMaret University Press.

Muhhamad H. Rasyid. 2014. “Power

Electronics: Circuits, Devices and Applications (4rd Edition) “ tersedia pada http://minitorn.tlu.ee/~jaagup/kool/java/kursused/15/robootika/elektriopik.pdf diakses pada 4 Nopember 2017

Rachmad Setiawan. 2006.

“Mikrokontroller MCS-51”, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta.

RobertW Erickson. 2001.

“Fundamentals of Power Electronics” , Kluwer Academic Publishers, New York

Soemarjadi dkk. 2001. Pendidikan

Keterampilan. Malang: Universitas Negeri Malang.

“Spesifikasi Kompor Batik Tulis”,

tersedia pada https://intranet.batik.go.id/file_lampiran/media/SEKSI_ALIH_TEKNOLOGI_DAN_INKUBASI.pdf diakses pada 4 Nopember 2017

Texas Instruments, LM 35 tersedia

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf diakses pada 4 Nopember 2017