S K R I P S I

PENGENDALI SUHU PADA PERANGKAT POWER

AMPLIFIER MENGGUNAKAN SENSOR LM35

BERBASIS ARDUINO UNO

EVRIL PRISMA YUDHA

NIM. 201452014

DOSEN PEMBIMBING

MOHAMMAD DAHLAN, S.T., M.T.

SOLEKHAN, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2018

ii

iii

iv

v

PENGENDALI SUHU PADA PERANGKAT POWER AMPLIFIER

MENGGUNAKAN SENSOR LM35 BERBASIS ARDUINO UNO

Nama mahasiswa : Evril Prisma Yudha

NIM : 201452014

Pembimbing :

1. Mohammad Dahlan, S.T., M.T.

2. Solekhan, S.T., M.T

RINGKASAN

Amplifier merupakan pesawat elektronika yang berfungsi mengubah sinyal listrik

suara yang lemah menjadi sinyal suara yang kuat. Pada rangkaian audio amplifier yang

bekerja utama sebagai penguat adalah pada transistor final, maka pada transistor final

inilah yang menyebabkan power amplifier panas. Apabila power amplifier mengalami

kenaikan suhu yang terlalu tinggi, maka komponen pada amplifier dapat mengakibatkan

keruskan. Maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat pengendali suhu

perangkat power amplifier, supaya perangkat power amplifier tidak mudah rusak akibat

kenaikan suhu.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini meliputi pembuatan hardware,

pembuatan software, pengujian alat, kemudian pengambilan data. Parameter yang diukur

dalam pengendali suhu perangkat power amplifier adalah waktu, suhu, serta kondisi

peltier dan kipas dc12v, tahapannya yaitu mengkalibrasi sensor LM35 untuk menentukan

nilai sensor agar sama seperti alat ukur, dan dilanjutkan dengan menganalisa kinerja alat.

Pada pe ngujian pertama alat pengendali belum bekerja pada menit 0 – 30 dengan suhu

dibawah 40oC, dan mulai bekerja pada menit ke 45 – 180 dengan keadaan suhu 42

oC –

44oC. Pada pengujian kedua pada menit 0 – 30 belum mulai bekerja, pengendali mulai

bekerja pada menit ke 30 – 180.

Hasil penelitian yang telah dilakukan pada pengujian pertama, peltier dan kipas

dc 12v dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang di perintah program arduino, pada

pengujian pertama ini mulai bekerja pada menit ke 45 dengan suhu 42,78oC. Suhu

mengalami kenaikan tertinggi pada menit ke 150 dengan suhu 48,33oC. Respon sistem

pada pengujian pertama ini nilai rise time ditunjukkan pada menit ke 45, overshoot

6,95%, time peak pada menit ke 45 . Sistem kendali suhu mulai stabil membutuhkan

waktu selama 165 menit. Pada pengujian kedua, peltier dan kipas dc 12v dapat bekerja

dengan baik sesuai dengan yang di perintah program arduino, pada pengujian kedua ini

mulai bekerja pada menit ke 45 dengan suhu 40,41oC. Suhu mengalami kenaikan

tertinggi pada menit ke 165 dengan suhu 47,32oC. Respon sistem pada pengujian kedua

ini nilai rise time ditunjukkan pada menit ke 45, overshoot 1,025%, time peak pada menit

ke 45 . Sistem kendali suhu mulai stabil membutuhkan waktu selama 185 menit.

Kata kunci : Amplifier, sensor LM35, peltier, kipas dc12v, suhu

vi

TEMPERATURE CONTROL ON POWER AMPLIFIER DEVICES USING LM35

SENSOR BASED ON ARDUINO UNO

Student Name : Evril Prisma Yudha

Student Identity Number : 201452014

Supervisor :

1. Mohammad Dahlan, S.T., M.T.

2. Solekhan, S.T., M.T

ABSTRACT

Amplifier is an electronic aircraft that functions to convert the weak electrical

signal into a strong sound signal. In the amplifier audio circuit that works primarily as

an amplifier is the final transistor, the final transistor is what causes the heat power

amplifier. If the power amplifier experiences an increase in temperature that is too high,

then the components in the amplifier can cause crushing. The purpose of this study is to

control the temperature of the power amplifier device, so that the power amplifier device

is not easily damaged due to temperature rise.

The method used in this research includes making hardware, making software,

testing tools, then retrieving data. The parameters measured in the temperature

controller of the power amplifier device are the time, temperature and peltier conditions

and DC12v fan, this stage calibrates the LM35 sensor to determine the sensor value to be

the same as the measuring instrument, and then analyzes the performance of the device.

In the first test the controller did not work at 0-30 minutes with temperatures below 40oC,

and began working at 45 - 180 minutes with a temperature of 42oC - 44oC. In the second

test at 0-30 minutes did not start working, the controller started working at 30 - 180

minutes.

The results of the research that have been carried out in the first peltier test

and 12v dc fan can work well in accordance with the Arduino program instructions, the

first test starts working at 45 minutes with a temperature of 42.78oC. The temperature

experienced the highest increase in the 150th minute with a temperature of 48.33oC.

System response in this first test the rise time value is shown at 45 minutes, overshoot

6.95%, time peak at 45 minutes. Stable temperature control system takes 165 minutes. In

the second peltier test and 12v dc fan can work well according to the arduino program

command, in the second test it starts working at 45 minutes with a temperature of

40.41oC. The temperature experienced the highest increase in 165 minutes with a

temperature of 47.32oC. System response in this second test the rise time value is shown

at 45 minutes, overshoot 1.025%, time peak at 45 minutes. Stable temperature control

system takes 185 minutes.

Keywords: Amplifier, LM35 sensor, peltier, dc12v fan, temperature

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah segala puji hanya milik Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, taufiq, hidayah serta nikmat-Nya kepada penulis, sehingga

penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi dengan judul ”Pengendali

Suhu Pada Perangkat Power Amplifier Menggunakan Sensor LM35 Berbasis

Arduino Uno”. Penyusunan skripsi ini adalah salah sat syarat yang harus

ditempuh untuk menyelesaikan program studi Teknik Elektro S-1 Fakultas Teknik

Universitas Muria Kudus.

Selama penulisan dan penyusunan laporan skripsi ini penulis ingin

menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar - besarnya kepada:

1. Ibu Nisrotun Nasikhah juga semua keluarga tercinta, kakak - kakakku

serta adikku yang tidak pernah berhenti mendoakan, memberi semangat

dan cinta kasih sayang yang tulus untuk penulis.

2. Bapak Dr. Suparnyo, S.H.,M.S. selaku Rektor Universitas Muria Kudus.

3. Bapak Mohammad Dahlan, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muria Kudus sekaligus pembimbing I dalam penyusunan

laporan skripsi ini yang telah memberikan bimbingan, motivasi, ide dan

gagasan dalam meneyelesaikan penyusunan skripsi ini.

4. Bapak Mohammad Iqbal, S.T., M.T. selaku Ka. Program Studi Teknik

Elektro Universitas Muria Kudus.

5. Bapak Solekhan, S.T., M.T. selaku pembimbing II yang telah memberikan

arahan, ide, motivasi dan gagasandalam menyelesaikan penyusunan

skripsi ini.

6. Seluruh Dosen, Laboran, serta semua karyawan Teknik Elektro

Universitas Munira Kudus atas ilmu yang bermanfaat bagi penulis.

7. Seluruh Teman seperjuagan dan Semua Keluarga Program Studi Teknik

Elekro Universitas Muria Kudus, terutama Angkatan 2014 yang telah

memberi semangat saat penyusunan laporan skripsi ini.

viii

8. Seluruh teman – teman KKN POSDAYA periode Juli 2017 terkhusus

teman seposko KKN Desa Ngurensiti Wedarijaksa Pati, yang telah

memberi semangat dalam peyusunan laporan skripsi.

9. Seluruh Crew DIKARA Production yang telah memberi dorongan,

semangat serta motivasi agar cepat terselesainya pengerjaan skripsi kepada

penulis.

Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam

penulisan skripsi ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan masukan dari

pembaca sehingga penulis dapat lebih baik di masa yang akan datang. Akhirnya

penulis berharap semoga buku tesis ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis

dan umumnya bagi para pembaca.

Kudus, Agustus 2018

Penulis

ix

DAFTAR ISI

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

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

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

PERNYATAAN KEASLIAN ........................................................................... iv

RINGKASAN .................................................................................................... v

ABSTRACT ........................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii

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

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

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii

DAFTAR SIMBOL ........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiv

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ....................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang ........................................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 3

1.3 Tujuan .................................................................................................... 3

1.5 Manfaat .................................................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Arduino Uno ........................................................................................... 6

2.1.1 Spesifikasi Arduino Uno ...................................................................... 7

2.1.2 Pin Listrik Yang Tersedia ..................................................................... 8

2.1.3 Memori ................................................................................................. 8

2.1.4 Input Dan Output ................................................................................... 9

2.1.5 Komunikasi............................................................................................ 10

2.2 Pendingin Thermo-Electrik (TEC) / Peltier .......................................... 10

2.2.1 Efek Peltier ............................................................................................ 10

2.2.2 Cara Kerja Peltier .................................................................................. 11

2.2.3 Bahan Thermo-Electrik ......................................................................... 12

2.3 Sensor LM35 .......................................................................................... 12

2.3.1 Karakteristik Sensor LM35 ................................................................... 13

2.4 LCD (Liquid Cristal Display) ................................................................ 13

2.4.1 Fitur LCD 16x2 ..................................................................................... 14

2.4.2 Spesifikasi Kaki LCD 16x2 .................................................................. 14

2.5 DC Fan .................................................................................................... 15

2.6 Relay ........................................................................................................ 15

2.6.1 Sifat – Sifat Relay .................................................................................. 16

2.7 Buzzer ...................................................................................................... 17

2.8 Power Amplifier ...................................................................................... 17

2.8.1 Bagian Power Amplifier ........................................................................ 18

x

2.9 Respon Sistem ......................................................................................... 23

2.10 Suhu ......................................................................................................... 27

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu Dan Tempat Pelaksanaan ............................................................ 28

3.2 Studi Literatur ......................................................................................... 29

3.3 Perancangan Dan Pembuatan Alat ......................................................... 29

3.3.1 Perancangan Alat ................................................................................... 29

3.3.2 Pembuatan Software .............................................................................. 29

3.3.3 Pembuatan Hardware............................................................................. 31

3.4 Pengujian Alat ........................................................................................ 33

3.5 Analisis Data ........................................................................................... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Alat .............................................................................. 37

4.1.1 Pengujian Software ................................................................................ 37

4.1.2 Pengujian Hardware .............................................................................. 38

4.1.3 Pengujian Keseluruhan .......................................................................... 43

4.2 Pembahasan ............................................................................................. 46

4.3 Analisis .................................................................................................... 47

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 49

5.2 Saran ............................................................................................................ 49

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 51

LAMPIRAN ...................................................................................................... 53

BIODATA PENULIS

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino Uno ................................................................................ 7

Gambar 2.2 TEC / Peltier ................................................................................ 11

Gambar 2.3 Sensor LM35 .............................................................................. 13

Gambar 2.4 Bentuk Fisik LCD 16x2 .............................................................. 14

Gambar 2.5 Kipas DC ..................................................................................... 15

Gambar 2.6 Relay ............................................................................................ 16

Gambar 2.7 Buzzer ......................................................................................... 17

Gambar 2.8 Blok Diagram Power Amplifier ................................................. 18

Gambar 2.9 Blok Diagram Power Supply ....................................................... 20

Gambar 2.10 Simbol Transformator ................................................................. 21

Gambar 2.11 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang .............................. 22

Gambar 2.12 Rangkaian Penyearah Sistem Gelombang Penuh ........................ 22

Gambar 2.13 Rangkaian Penyearah Sistem Jembatan (Bridge) ........................ 23

Gambar 2.14 Rangkaian Penyaring ................................................................... 23

Gambar 2.15 Spesifikasi Respon Sistem Step Sistep Orde I ............................ 25

Gambar 2.16 Spesifikasi Respon Sistem Step Sistep Orde II ........................... 26

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian .............................................................. 28

Gambar 3.2 Flowchart Pemrograman ............................................................. 30

Gambar 3.3 Blok Diagram Sistem .................................................................. 31

Gambar 3.4 Desain Skema Rangkaian Pengendali Suhu ................................ 32

Gambar 4.1 Power Amplifier Sound System Dilengkapi Dengan Pengendali

Suhu ............................................................................................. 37

Gambar 4.2 Pengujian Software Yang Telah Berhasil Dalam Proses

Compiling .................................................................................... 38

Gambar 4.3 Penguian LCD I2C 16x2 ............................................................. 39

Gambar 4.4 Grafik Pengujian Sensor LM35 Setelah Kalibrasi Dengan Alat

Ukur Termometer Analog ........................................................... 42

Gambar 4.5 Grafik Pengujian Pertama ........................................................... 44

Gambar 4.6 Grafik Pengujian Kedua .............................................................. 45

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Uno ................................................................ 7

Tabel 2.2 Spesifikasi Kaki LCD 16x2 ........................................................... 14

Tabel 3.1 Pengujian Keseluruhan Sistem ...................................................... 34

Tabel 4.1 Pengujian Aktuator ........................................................................ 38

Tabel 4.2 Karakteristik Sensor Suhu LM35 .................................................. 40

Tabel 4.3. Kalibrasi Sensor LM35 .................................................................. 42

Tabel 4.4 Pengujian Pertama ......................................................................... 43

Tabel 4.5 Respon Sistem Pengujian Pertama ................................................ 44

Tabel 4.6 Pengujian Kedua ............................................................................ 44

Tabel 4.7 Respon Sistem Pengujian Kedua ................................................... 46

xiii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan Nomor

Persamaan

Ω Ohm Ω -

∑ Jumlah - -

% Persen % -

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Foto Alat ..................................................................................... 46

Lampiran 2 Source Code Program Arduino ................................................... 47

Lampiran 3 Fotocopy Buku Bimbingan ......................................................... 53

xv

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

V : Volt

DC : Direct Current

AC : Alternating Current

TEC : Thermo Electrik Cooler

LCD : Liquid Cristal Display

I2C : Inter Integrated Circuit

SDA : Serial Data Line

SCL : Serial Clock Line

GND : Ground

VCC : Voltage Common Colector

USB : Univesal Serial Bus

TX : Transmitter

RX : Receiver

PWM : Pulse Width Modulation

I/O : Input/Output

SPI : Serial Peripheral Interface

SRAM : Static Random Access Memory

EEPROM : Electrically Erasable Programable Read Only Memory

AREF : Analog Reference

LED : Light Emitting Dioda