pengukuranputaranmotordantemperatusr

i

PENGUKURAN KECEPATAN PUTARAN MOTOR DAN TEMPERATUR

SERTA EFISIENSI PENDINGIN TERHADAP KECEPATAN PUTARAN

MOTOR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51

Skripsi

untuk memenuhi persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi S-1 Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

diajukan oleh

Choirudin Hakim

5350402525

Kepada

PROGRAM STRATA 1

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2006

ii

SKRIPSI

PENGUKURAN KECEPATAN PUTARAN MOTOR DAN

TEMPERATUR SERTA EFISIENSI PENDINGIN TERHADAP

KECEPATAN PUTARAN MOTOR BERBASIS MIKROKONTROLER

AT89C51

Di persiapkan dan disusun oleh :

CHOIRUDIN HAKIM

5350402525

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Pada Tanggal : 07 Oktober 2006

Susunan Dewan Penguji

Pembimbing Utama Anggota Dewan Penguji

Ir. Rudy Hartanto, M.T Drs. Suryono, M.T

NIP. 131887486 NIP. 131474228

Pembimbing Pendamping

Drs. Agus Murnomo , M.T

NIP. 131616610

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

Untuk memperoleh derajat Sarjana Teknik

Tanggal : Oktober 2006

Drs. Djoko Adi Widodo, M.T

NIP. 131570064

Pengelola Jurusan Teknik Elektro

Universitas Negeri Semarang

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan

sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah

ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Semarang , Oktober 2006

CHOIRUDIN HAKIM

NIM .5350402525

iv

INTISARI

Motor DC merupakan jenis motor yang dapat beroperasi dengan

menggunakan sumber tegangan dc. Pertumbuhan pesat dunia perindustrian

membutuhkan motor listrik sebagai pendukung proses produksi, baik motor DC

ataupun motor AC. Sifat yang tampak pada motor listrik adalah apabila motor

berputar secara terus menerus, maka suhu dari motor akan terus meningkat. Apabila

motor telah mencapai suhu yang tinggi dan motor terus digunakan maka motor akan

mengalami kerusakan.

Motor listrik di dalam aplikasi yang besar agar dapat beroperasi lebih lama

dan dapat bekerja secara efektif, maka perubahan temperatur motor harus dapat

dikendalikan. Salah satu sistem kontrol yang handal adalah berbasis mikrokontroler.

Mikrokontroler AT89C51 di dalamnya terdapat CPU dan RAM internal 128 byte

bertujuan mengoptimalkan indeks kerja suatu sistem. Untuk mendeteksi kecepatan

putaran motor digunakan sensor infra merah yang dikemas menjadi satu rangkaian

optocopler. Sensor suhu yang digunakan adalah LM35DZ.

Pada Penelitian dilakukan pengujian tegangan input motor berbeban dan

tanpa beban. Disamping itu ada pengujian sensor suhu yang dibandingkan dengan

thermometer air raksa. Sebagai kesimpulan bahwa perubahan tegangan, beban dan

arus akan berpengaruh pada kecepatan putaran motor dan temperatur.

Kata kunci, Mikrokontroler AT8C51, Motor DC dan Temperatur

v

ABSTRACT

DC motor is 0ne 0f motor type which could be operated using DC voltages

source. The industrial world that growth so fast need more electrical motor to

support. The industrial process, both DC motor and AC motor. The characteristic

that appear in electrical motor when moved continuously is increasing the motors

temperature. If the temperature exceeded the temperature used continuously that

result motor will damage seriously.

In the big application of electrical motor in order to operate longer time and

could work effectively so change of motor temperature must be controlled. One of

reliable control system microcontroller base control system AT89C51

microcontroller consist of CPU and 128 byte internal RAM in order to optimal index

work of system. To detect the speed of motor rotation by using infrared sensor which

packed in a optocoppler net. Temperature sensor that used is LM 35 DZ.

At this research, conducted test for loaded and unloaded motor input

voltages. On the other hand there is test for temperature sensor that compare with

mercury temperature. As the result that change of voltage loaded and current will be

affected in speed of motor rotation and temperature.

Key word : Microcontroller AT89C51, DC Motor and Temperature.

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke Hadirat Allah SWT atas rahmat dan

hidayahNya kepada penulis sehingga upaya penyusunan skripsi ini dapat

terselesaikan dengan baik.

Penyusunan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat kelulusan

program studi S1 Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang.

Selama dalam proses penyusunan skripsi ini penulis menyadari sekali

hambatan-hambatan yang penulis hadapi, akan tetapi berkat bantuan dan bimbingan

dari semua pihak sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Pada

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Drs. Djoko Adi Widodo, M. T, Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas

Negeri Semarang.

2. Drs. Said Sunardiyo, M.T, selaku ketua Program studi S1 Teknik Elektro

Universitas Negeri Semarang.

3. Ir. Rudy Hartanto,M.T selaku Dosen Pembimbing 1

4. Umi dan Abi serta kakak yang selalu memberi semangat.

5. Seluruh staf dan karyawan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

6. Rekan – rekan yang telah membantu atas terlaksananya penelitian sampai

selesainya penyusunan skripsi.

vii

Semoga bantuan dan kebaikannya mendapat pahala yang berlipat ganda dari

Allah SWT.

Meski demikian, penulis menyadari bahwa dalam penyususnan skripsi ini

masih jauh dari sempurna dan banyak kekurangannya, hal ini disebabkan

keterbatasan pengetahuan penulis. Untuk itu kritik dan saran yang bersifat

membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan skripsi ini

Akhirnya penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat berfungsi

sebagaimana yang diharapkan dan bermanfaat bagi para pembaca.

Semarang, Oktober 2006

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Pengesahan.......................................................................................................... ii

Pernyataan ........... ............................................................................................... iii

Intisari ................................................................................................................ iv

Kata Pengantar .................................................................................................... vi

Daftar Isi ............................................................................................................. viii

Daftar Gambar..................................................................................................... x

Daftar Tabel ....................................................................................................... xii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 2

1.3 Tujuan ........................................................................................... 2

1.4 Manfaat ......................................................................................... 2

1.5 Penegasan Istilah ........................................................................... 2

1.6 Sistematika .................................................................................... 4

BAB II. LANDASAN TEORI

2.1 Penguat Operasional.................................................................... ... 5

a. Penguat Membalik ............................................................... ... 6

b. Penguat tak membalik ........................................................... ... 7

c. Pembanding .......................................................................... ... 8

2.2 LED Infra Merah ........................................................................ ... 9

2.3 Fotodioda ................................................................................... ... 10

2.4 Optocoupler ................................................................................ ... 11

2.5 Pengubah Analog Ke Digital ..................................................... ... 12

a. Pemilihan Data ..................................................................... ... 13

b. Konverter .............................................................................. ... 14

c. Pembanding .......................................................................... ... 15

ix

2.6 Mikrokontroller AT89C51 ......................................................... ... 19

a. Atmel AT89C51 ................................................................... ... 19

b. Konfigurasi At89C51 ........................................................... ... 19

2.7 Penyaji Kristal Cair .................................................................... ... 25

2.8 Motor DC .................................................................................... ... 27

BAB III. METODE PENELITIAN DAN PERENCANAAN ALAT

3.1 Desain Penelitian ........................................................................ ... 29

a. Tujuan Penelitian ................................................................. ... 29

b. Alat Dan Bahan .................................................................... ... 29

3.2 Prosedur Kerja ............................................................................ ... 31

3.3 Realisasi Alat untuk tiap Blok..................................................... ... 32

3.4 Cara Kerja Keseluruhan .............................................................. ... 40

3.5 Perangkat Lunak ......................................................................... ... 42

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian Dan Analisa ..................................................... ... 44

1. Sensor Kecepatan ................................................................. ... 44

2. Sensor Suhu .......................................................................... ... 57

3. Pengujian Kendali Temperatur ............................................ ... 58

4. Prosentase Kesalahan Alat ................................................... ... 58

4.2 Pembahasan ................................................................................ ... 59

4.3 Keterbatasan Penelitian .............................................................. ... 60

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................................ ... 61

5.2 Saran ........................................................................................... ... 61

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... ... 62

LAMPIRAN

x

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1 (a) Simbol Penguat Operasional (b) Rangkaian Pengganti .... ... 5

2. Gambar 2.2 Rangkaian Penguat Membalik ............................................... ... 6

3. Gambar 2.3 Rangkaian penguat Tak Membalik ....................................... ... 7

4. Gambar 2.4 (a) Pembanding Catu Tunggal (b) Karakteristik Transistor... ... 8

5. Gambar 2.5 LED Infra Merah ................................................................... ... 9

6. Gambar 2.6 Rangkaian LED ..................................................................... ... 10

7. Gambar 2.7 Fotodioda ............................................................................... ... 11

8. Gambar 2.8 Optocoupler ........................................................................... ... 12

9. Gambar 2.9 Konfigurasi ADC0809 .......................................................... ... 16

10. Gambar 2.10 Blok Diagram ADC0809 ..................................................... ... 18

11. Gambar 2.11 Diagram Pin Mikrokontroller AT89C51 ............................. ... 20

12. Gambar 2.12 Blok Diagram AT89C51 ...................................................... ... 24

13. Gambar 2.13 Diagram Blok Modul Penyaji Kristal Cair .......................... ... 26

14. Gambar 2.14 Prinsip Motor DC................................................................. ... 28

15. Gambar 2.14 Motor DC dengan magnit permanen.................................... ... 28

16. Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian ...................................................... ... 31

17. Gambar 3.2 Diagram skematik suatu motor dc dengan pengontrolan jangkar 33

18. Gambar 3.3 Diagram Rangkain Modul tranduser Suhu ............................ ... 34

19. Gambar 3.4 Diagram Rangkain Sensor Kecepatan ................................... ... 34

20. Gambar 3.5 Diagram Rangkain ADC ....................................................... ... 36

21. Gambar 3.6 Diagram Rangkain Mikrokontroller ...................................... ... 37

22. Gambar 3.7 Diagram Rangkain Penyaji Kristal Cair ............................... ... 38

23. Gambar 3.8 Diagram Rangkain Pengendali Kipas Pendingin .................. ... 38

24. Gambar 3.9 Rangkain Power Supply ........................................................ ... 40

25. Gambar 3.10 Flow Chart ........................................................................... ... 41

xi

26. Gambar 4.1 Hubungan antara tegangan motor tanpa beban dan jumlah putaran

motor ......................................................................................................... ... 46

27. Gambar 4.2 Hubungan antara tegangan motor dengan beban 1 dan jumlah putaran

motor ......................................................................................................... ... 48


motor .......................................................................................................... ... 49


motor .......................................................................................................... ... 50

30. Gambar 4.5 Hubungan antara waktu dengan suhu..................................... ... 52

31. Gambar 4.6 Hubungan antata tegangan motor dengan beban digantung... ... 54

32. Gambar 4.7 Alat tampak dalam secara keseluruhan .................................. ... 55

33. Gambar 4.8 Motor dengan beban tampak belakang................................... ... 55

34. Gambar 4.9 Motor tampak atas.................................................................. ... 56

35. Gambar 4.10 Motor tampak depan............................................................. ... 56

36. Gambar 4.11 Prosentase kesalahan Display Alat dengan Thermometer ... ... 57

xii

DAFTAR TABEL

1. Tabel 2.1 Pilihan Kanal Masukan ............................................................. ... 14

2. Tabel 2.2 Fungsi Alternartif ...................................................................... ... 23

3. Tabel 2.3 Perkripsi Alternatif .................................................................... ... 26

4. Tabel 3.1Alat Dan Bahan .......................................................................... ... 30

5. Tabel 4.1 Hasil Penelitian Sensor Kecepatan tanpa beban ........................ ... 45

6. Tabel 4.2 Hasil Penelitian Sensor Kecepatan dengan beban 1 .................. ... 47



9. Tabel 4.5 Hasil Penelitian Sensor Kecepatan dengan beban, Arus, Jumlah Putaran

Motor dan Suhu ......................................................................................... ... 51

10. Tabel 4.6 Hasil Penelitian Sensor Kecepatan dengan beban tergantung ... ... 53

11. Tabel 4.7 Hasil Penelitian Sensor Suhu dengan Thermometer.................. ... 57

12. Tabel 4.8 Hasil Perbandingan Sensor suhu dengan Thermometer ........... ... 59

xiii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi dan silih bergantinya siang dan

malam terdapat tanda – tanda bagi orang – orang yang berakal, yaitu orang - orang

yang mengingat Allah SWT sambil berdiri atau duduk dalam keadaan berbaring dan

mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi seraya berkata “ Ya Tuhan

kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia – sia Maha suci Engkau maka

perihalalah kami dari siksa neraka “.(Ali Imron, 190 - 192)

“Wahai saudaraku, janganlah engkau terjebak dalam sandiwara dunia, dibalik itu

semua terdapat kehidupan yang hakiki. Siapa yang menginginkan akhirat harus

berani mengorbankan dunia dan siapa yang menginginkan dunia, sudahlah pasti

mengorbankan akhirat”.(Hakim_Choi)

Kupersembahkan Buat :

Abi dan Umi tercinta

Kakak - kakakku yang menyayangiku

Teman – teman satu angkatan, FLSI dan HMI

Para mujahid dibumi Allah

1

BAB I

PENDAHULUAN

1. 1 LATAR BELAKANG

Motor listrik sering sekali dipakai pada alat elektronik misalnya

pada kipas angin, komputer, pompa air dan lain sebagainya, bahkan

sampai mainan anak-anakpun banyak yang menggunakan motor listrik

sebagai aplikasi teknologinya. Sifat yang tampak pada motor listrik adalah

apabila motor berputar secara terus menerus maka suhu dari motor juga

akan terus meningkat. Apabila motor telah mencapai suhu yang tinggi dan

motor terus digunakan maka motor akan mengalami kerusakan.

Dalam skala aplikasi yang lebih besar, agar motor listrik dapat

beroperasi lebih lama dan dapat bekerja secara efektif maka perubahan

temperatur pada motor harus dapat dikendalikan.

Berdasarkan pertimbangan itu maka dibuat alat pengukur

kecepatan putaran motor dan temperatur berbasis mikrokontroler

AT89C51, alat ini akan menampilkan besaran kecepatan putaran motor

dan temperatur. Alat ini juga dilengkapi dengan sebuah kipas dengan

sistem otomatis, sistim ini dimaksudkan bila temperatur motor meningkat

maka kipas akan menyala dan diharapakan temperatur motor akan

menurun, bila temperatur motor telah menurun sesuai dengan yang

diinginkan maka kipas akan mati. Pada alat ini akan ditampilkan

2

temperatur dan kecepatan motor listrik secara bersama dalam satu

tampilan.

I.2 RUMUSAN MASALAH

Dengan latar belakang masalah tersebut, maka rumusan masalah

yang peneliti ajukan adalah:

1. Membuat suatu alat yang bekerja secara otomatis yang dapat

megendalikan perubahan suhu pada motor.

2. Membuat suatu alat pengukur kecepatan putaran motor dan temperatur

dengan menggunakan teknologi mikrokontroler AT89C51.

I.3 TUJUAN

1. Membuat simulasi pengendaliaan perubahan temperatur motor

2. Membuat alat pengukur kecepatan putaran motor dan temperatur

berbasis mikrokontroler

3. Mengetahui efisiensi pendingin terhadap kecepatan putaran motor bila

motor sudah beroperasi relatif lama.

4. Tampilan yang digunakan adalah LCD

I.4 MANFAAT

Manfaat yang ingin dicapai dalam melakukan penelitian ini adalah:

1. Digunakan untuk penerapan ilmu elektronika terutama instrumentasi

dan Kendali.

2. Digunakan sebagai bahan praktik dan pengamatan terutama dalam

bidang instrumentasi dan Kendali.

3

I.5 PENEGASAN ISTILAH

Penegasan istilah dimaksudkan untuk memberikan gambaran yang

lebih jelas dan terdapat kesatuan pengertian dari beberapa istilah yang

terdapat dalam rancangan skripsi dengan judul Pengukuran Kecepatan

Putaran Motor Dan Temperatur Serta Efisiensi Pendingin Terhadap

Kecepatan Putaran Motor Berbasis Mikrokontroller AT89C51.

Istilah – istilah tersebut antara lain :

1. Pengukuran

Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran

(panjang,besaran,tinggi,dan sebagainya) dengan alat tertentu yang

merupakan acuan standar sebagai pembanding.

2. Kecepatan

Kecepatan putaran motor DC

3. Temperatur

Suhu atau Temperatur dari motor.

4. Mikrokontroller AT89C51

Mikrokontroller adalah sebuah Central Processing Unit yang memiliki

kemampuan untuk mengolah masukan sesuai dengan logika-logika

yang telah ditetapkan untuk mengambil keputusan seketika. AT89C51

adalah mikrokontroller keluaran Atmel dengan 4K byte Flash PEROM

(Programmable and Erasable Read Only Memory), AT89C51

merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori

tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali.

4

Berdasarkan penegasan istilah yang telah diuraikan, maka judul diatas

dimaksudkan sebagai suatu alat yang memiliki kemampuan untuk

mengukur kecepatan putaran motor serta temperatur.

I.6 SISTEMATIKA PENULISAN SKRIPSI

Sistematika penulisan skripsi ini akan kami susun sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang,rumusan masalah,

tujuan, manfaat, penegasan istilah dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi tentang teori dasar dan prinsip kerja masing-

masing komponen.

BAB III METODE PENELTIAN DAN PERENCANAAN ALAT

Bab ini berisi tentang desain, prosedur kerja yang digunakan

dalam penelitian. Bab ini juga membahas tentang

perencanaan rangkaian dan diagram blok rangkaian serta cara

kerja rangkaian keseluruhan.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi pembahasan tentang hasil pengujian dan analisa

serta keterbatasan penelitian.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dan saran.

LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Penguat Operasional

Penguat operasional merupakan rangkaian terpadu linier dasar

(atau lebih tepat analog), yang sering difabrikasi dalam satu sampai empat

unit serupa dalam satu kemasan. Diagram Op Amp ditunjukkan pada

gambar 2.1

(a)

(b)

Gambar 2.1 (a) simbol penguat operasional (b) rangkaian pengganti. (Malvino, 1996: 66-67)

a. Penguat Membalik (inverting)

Salah satu penggunaan Op Amp adalah sebagai penguat

membalik (inverting), yaitu penguat yang keluarannya mempunyai

tanda tegangan yang terbalik dibandingkan dengan tanda tegangan

masukan.

K

-

Tak membalik

Membalik

Output

6

(a) rangkaian penguat (b) rangkaian kesetaraan

Gambar 2.2 Rangkaian penguat membalik (inverting) (Sutanto, 1997: 118)

Salah satu sifat ideal Op Amp adalah bahwa impedansi

masuk tak-hingga besar. Akibatnya tidak ada arus masuk ke kedua

terminak masuk. Dan semua arus hanya akan melewati R1 dan R2,

seperti ditunjukkan pada gambar 2.2-b Disamping itu juga

dikatakan bahwa perolehan tegangan Av tak hingga. Tegangan

keluaran Vo = -Av.Vi terhingga (Vo < tak terhingga), sehingga Av

tak hingga berarti Vi = 0. Sehingga tegangan di titik A dapat

dikatakan nol (yang dinamakan bumi semu atau virtual ground)

gambar 2.2-b menunjukkan rangkaian ganti yang jelas

menunjukkan bahwa:

1

2

in

oV R

R

V

VA −== ................................................(2.1)

Persamaan diatas menunjukkan bahwa perolehan penguat

tergantung pada perbandingan tahanan paralel (R2) dan tahanan

seri (R1) dari penguat tersebut. Dari persamaan tersebut juga

terlihat bahwa tanda tegangan keluar Vo terbalik dibandingkan

V i = 0

I

7

dengan tanda tegangan masuk Vi Karena itu penguat tersebut

dinamakan penguat membalik (inverting).

b. Penguat Tak Membalik (non-inverting)

Jika tegangan masukan tidak dimasukkan lewat terminal

inverting, tetapi dimasukkan lewat terminal non-inverting, yaitu

sebesar V2, maka tegangan hasil penguatannya Vo akan tidak

terbalik. Gambar 2.3 (a) menunjukkan gambar rangkaiannya dan

gambar 2.3 (b) menunjukkan gambar rangkain kesetaraan dengan

memahami bahwa virtual ground (Vi = 0), maka tegangan di titik

A dianggap sama dengan V2, yakni VA = V2.

(a) rangkaian penguat (b) rangkaian penganti

Gambar 2.3 Rangkaian penguat tak membalik (non-inverting) (Sutanto, 1997: 119)

Dari rangkaian penganti gambar 3-b jelas bahwa:

( )

+=

+===

1

2

1

21

A

o

in

oV R

R1

R

RR

V

V

V

VA ............(2.2)

Persamaan tersebut selalu menghasilkan penguatan lebih

besar dari satu dan tanda tegangan hasil penguatan tidak terbalik.

I A

8

c. Pembanding

Op amp dapat bekerja pada catu tunggal positif, seperti

ditunjukkan pada gambar 2.4 dibawah ini.

(a) (b)

Gambar 2.4 (a) Pembanding catu tunggal (b) Karakteristik transfer (Malvino, 1996:164)

Disini tegangan keluarnya hanya mempunyai satu polaritas,

yaitu tengan positif rendah dan tinggi. Misalnya Vcc = +15,rentang

keluaran berkisar antara 1V atau 2 V (keadaan rendah) sampai 13

atau 14 (keadaan tinggi).

Tegangan acuan yang diterapkan pada masukan membalik

berharga positif dan sama dengan:

cc21

2ace V

RR

RV

+= ..............................................(2.3)

bila Vin lebih besar dari pada Vacu, keluarannya tinggi, seperti pada

gambar 2.4-b. Bila Vin lebih kecil dari pada Vacu, keluarannya

rendah. Dalam kedua kasus ini, keluarannya mempunyai polaritas

yang positif.

Vacu Vin

Vout

RENDAH

TINGGI

9

2.2 LED Infra Merah

LED inframerah mempunyai panjang gelombang 7.800 Ả atau

frekuensi 4.105 Hz. LED inframerah merupakan dioda dengan sambungan

pn yang mengeluarkan cahaya inframerah dan mempunyai sifat tak dapat

dilihat oleh mata, seperti sifat LED pada umumnya maka untuk

mengaktifkan LED inframerah diperlukan catuan listrik agar mudah

dihasilkan pancaran inframerah sesuai dengan yang dikehendaki.

Sedangkan untuk mendeteksi adanya pancaran cahaya inframerah

biasanya digunakan tranduser yang peka terhadap adanya perubahan

intensitas cahaya terutama cahaya inframerah. Tranduser tersebut dapat

berupa fotodioda atau fototransistor.

(a) (b)

Gambar 2.5 LED. (a) Diagram energi. (b) Lambang/simbol ( Malvino, 1986:54)

Bila suatu diode diberi prategangan maju, elektron-elektron bebas

akan bergabung kembali dengan lubang-lubang di sekitar persambungan,

seperti ditunjukkan dalam gambar 2.5 Ketika meluruh dari tingkat energi

lebih tinggi ke tingkat energi lebih rendah elektron-elektron bebas tersebut

akan mengeluarkan energinya dalam bentuk radiasi. Dalam diode

penyearah, hampir seluruh energi ini dilepaskan dalam bentuk panas.

p n B

A

energi Elektron-elektron bebas (tingkat

Lubang-lubang (tingkat elektron

10

Dalam LED, sebagian dari selisih energi ini dilepaskan sebagai radiasi

cahaya. LED mempunyai penurunan tegangan lazimnya dari 1,5V sampai

2,5V untuk arus di antara 10 dan 150 mA. Penurunan tegangan yang tepat

tergantung dari arus LED, warna, kelonggaran, dan sebagainya Lambang

skematis untuk LED, panah-panah sebelah luar melambangkan cahaya

yang dipancarkan.

Gambar 2.6 Rangkaian LED (Malvino, 1996)

2.3 Fotodiode

Bila energi mengenai persambungan pn, maka dapat mengeluarkan

elektron-elektron valensi. Dengan perkataan lain, jumlah cahaya yang

mengenai persambungan dapat mengendalikan arus balik di dalam dioda.

Fotodioda adalah suatu alat yang berfungsi berdasarkan kepekaannya

terhadap cahaya. Pada dioda ini, sebuah jendela memungkinkan cahaya

untuk masuk melalui pembungkus dan mengenai persambungan. Cahaya

yang datang menghasilkan elektron bebas . Makin kuat cahaya, makin

banyak jumlah pembawa minoritas dan makin besar arus baliknya.

11

Gambar 2.7 Fotodioda (Malvino 1996)

Gambar 2.7 menunjukkan lambang skematis fotodioda. Panah yang

mengarah ke dalam melambangkan cahaya yang datang, yang teramat

penting. Sumber dan tahanan seri memberi prategangan balik pada

fotodioda. Bila cahaya makin cerah, arus balik naik. Dalam fotodioda yang

lazim, arus balik tersebut besarnya puluhan mikroamper. Fotodioda adalah

salah satu contoh fotodetektor, yaitu sebuah alat optoelektronika yang

dapat mengubah cahaya datang menjadi besaran listrik (Malvino,

1994:98).

2.4 Optocoupler

Optocoupler dibentuk dari penggabungan sebuah sumber cahaya

dengan phototransistor (Malvino, 1999 : 167). Diode cahaya sebagai

sumber cahaya dipasang langsung dengan sumber tegangan. Keluaran

sumber cahaya akan berbanding lurus dengan tegangan masukan pada

diode cahaya. Diode cahaya sebagai masukan bisa terdiri atas satu atau

beberapa buah diode untuk menambah intensitas cahaya, demikian pula

dengan jenis cahaya yang dipakai, bisa cahaya infra merah atau cahaya

tampak mata.

12

Bagian keluaran optocoupler berkembang seiring dengan

kemajuan aplikasi. Dari yang semula berupa phototransistor berkembang

menjadi photothyristor dan optoisolator. Konstruksi masing-masing jenis

optocoupler tersebut ditunjukan pada Gambar 2.8

Gambar 2.8 Optocoupler (Malvino 1996)

Penggunaan optocoupler adalah sebagai isolasi. Optocoupler

merupakan komponen yang digunakan sebagai kendali I/O untuk peralatan

yang beroperasi dengan tegangan rendah maupun tinggi, sehingga tidak

terjadi kerusakan antara pengendali dan peralatan yang dikendalikan.

2.5 Pengubah Analog Ke Digital (ADC) 0809

ADC 0809 adalah komponen CMOS monolitik penerima data

dengan sebuah pengubah analog ke digital 8 bit, pemilih data masukan 8

kanal dan cocok untuk logika pengontrol mikroprosesor. ADC

menggunakan teknik pengubahan analog dari pembanding ke keluaraan 8-

Bit (aproksimasi successive). Dilengkapi pembanding potongan mantap

impedansi tinggi, sebuah pembagi tegangan 256 R dengan pohon saklar

13

analog dan register aproksimasi successive. Pemilih data 8 kanal dapat

secara langsung mengakses 8 sinyal analog masukan. Pengantarmukaan

yang mudah ke mikroprosesor oleh penahan alamat masukan pemilih data

yang dikodekan serta penhan keluaran TTL tiga keadaan.

Perancangan ADC 0809 telah dioptimalkan dengan

menggabungkan kondisi paling diinginkan dari beberapa teknik ADC.

Disamping kecepatan tinggi, ketepatan tinggi, ketergantungan suhu

minimal, ketepatan dan kemampuan mengulang jangka panjang yang

bagus, dan konsumsi daya kecil. Berikut ini adalah spesifikasi penting

ADC 0809.

♦ Bit keluaran 8 bit

♦ Total kesalahan tak dihitung ± 0,5 LSB dan ± 1 LSB

♦ Catu daya tunggal 5 Vdc

♦ Daya rendah 15 mW

♦ Waktu pengubahan 100 µs

Berikut dijelaskan tentangfungsi bagian-bagian pada ADC

a. Pemilih Data (Multiplekser)

Komponen ini terdiri dari sebuah pemilih data sinyal analog 8 kanal

tunggal terpisah. Satu buah kanal masukan dipilih dengan

menggunakan pengkode alamat. Tabel 2.1 berikut ini menunjukkan

pilihan kanal masukan. Alamat ditahan pengkode pada transisi

rendah ke tinggi dari pengaktifan sinyal penahan alamat.

14

Tabel 2.1 Pilihan kanal masukan

Baris Alamat

Kanal Analog Pilihan C B A

IN0 0 0 0

IN1 0 0 1

IN2 0 1 0

IN3 0 1 1

IN4 1 0 0

IN5 1 0 1

IN6 1 1 0

IN7 1 1 1

b. Pengubah kanal masukan ke digital (Konverter)

Bagian utama serpih tunggal sistem pengubah data adalah

pengubah 8 bit analog ke digital. Terbagi atas 3 bagian yaitu ;

jaringan tangga 256R, SAR (register aproksimasi successive) dan

pembanding. Jaringan tangga 256R memakai tangga R/2R

konvensional ketepatan tinggi untuk sistem kontrol umpan balik

simpul tertutup. Hubungan yang tidak tepat dapat menyebabkan

osilasi yang menggangu sistem. Jaringan tangga 256R tidak

menyebabkan variasi pembebanan pada tegangan acuan. Pergantian

keluaran pertama terjadi saat sinyal analog mencapai +1/2 LSB,

15

pergantian berikutnya setiap 1 LSB hingga sekala penuh. SAR

menampilkan 8 pengulangan untuk mendekati tegangan masukan.

Pada beberapa jenis pengubah SAR, n-pengulangan diperlukan untuk

pengubah n-bit.

SAR dari ADC akan nol (reset) pada tepi positif pulsa SC (Start

Convertion ). Pengubahan dimulai pad tepi jatuhan pulsa SC baru.

Proses pengubahan akan disela penerimaan pulsa SC baru.

Pengubahan akan sempurna dengan menggabungkan keluaran dari

akhir pengubahan pada masukan SC. Akhir pengubahan akan rendah

di awal pengubahan berikutnya.

c. Pembanding (Komparator)

Bagian dari ADC berikutnya adalah pembanding, berfungsi

menjaga keakurasian proses dari keseluruhan pengubah. Pembanding

cenderung mempengaruhi besarnya pengulangan pada komponen.

Pembanding penstabil terpancung meghasilkan cara paling efektif

penerapan fungsi pengubah. Pembanding ini merubah sinyal

masukan DC (searah) menjadi sinyal AC (bolak-balik). Sinyal ini

dihubungkan langsung ke penguat AC penguatan tinggi dan

mempunyai batas DC terjaga. Teknik ini membatasi komponen

penguat mempengaruhi komponen DC yang tidak dilewatkan

penguat AC. Ini membuat ADC tidak peka pada perubahan suhu,

geseran waktunya lebih panjang dan timbul kesalahan masukan

16

offset. Berikut ini pada gambar 2.9 ditampilkan konfigurasi

penyemat ADC0809

Gambar 2.9 Konfigurasi Penyemat ADC 0809

(www.keil.com/dd/docs/datashts/ADC0809_ds.pdf)

Keterangan fungsi penyemat ADC 0809 :

♦ IN0-IN7 adalah fasilitas 8 masukan tegangan analog maksimal

yang dapat dirubah oleh ADC 0809

♦ D0-D7 adalah keluaran dari ADC 0809 yang berbentuk kode

digital 8 bit.

♦ ADD A, ADD B, ADD C adalah masukan 3 bit kode alamat

untuk memilih masukan analog yang akan diproses.

♦ START adalah masukan aktif tinggi agar ADC memulai

pengubahan.

♦ EOC adalah keluaran untuk mengetahui hasil dari sebuah

pengubahan, selama proses pengubahan berlogika rendah, jika

sudah selesai kembali berlogika tinggi.

Vcc

26

27

28

1

2

3

4

5

12

16

10

9

7

17

14

15

8

18

19

20

21

25

24

23

6

22

IN0

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

IN6

IN7

REF+

REF-

CLK

OE

EOC

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

A0

A1

A2

START

ALE

13

11

GND

17

♦ OE adalah masukan aktif tinggi untuk membuka penahan

keluaran sehingga dapat dibaca.

♦ CLK adalah masukan pewaktu (timing) bagi ADC 0809.

♦ REF (+) adalah masukan untuk mengatur tegangan kerja atas

ADC 0809.

♦ REF (-) adalah masukan untuk mengatur tegangan kerja bawah

ADC 0809.

♦ Vcc adalah masukan untuk mengatur tegangan catu daya bagi

ADC 0809.

Dalam ADC 0809 terdapat beberapa blok diagram rangkaian dengan

fungsi dan prinsip kerja yang tertentu. Rangkaian dalam blok diagram itu

antara lain :

♦ Penyandi dan penahan alamat adalah sinyal kontrol yang diproses

sesuai dengan.

♦ Pemilih data 8 kanal adalah delapan masukan penerima sinyal

analog.

♦ Pewaktu dan pengontrol adalah mengatur kerja dan timer untuk

sinyal masukan dan sinyal keluaran.

♦ Register pendekatan berurutan (SAR) berfungsi menentukan

tingkat pengubah dari ADC dengan metoda aproksimasi

successive.

♦ Tahanan tangga 256R dan saklar pohon berfungsi mengubah

kode digital dari keluaran SAR menjadi analog dan diumpan

18

balik ke pembanding untuk dibandingkan dengan masukan

analog.

♦ Penyangga Keluaran 3 keadaan berfungsi menyangga keluaran

SAR keluarannya dalam tiga keadaan yaitu logika tinggi, logika

rendah dan impedansi tinggi.

Gambar 2.10 merupakan blok diagram ADC 0809. (www.keil.com/dd/docs/datashts/ADC0809_ds.pdf)

8 ANALOG MASUKAN

START DETAK

PENGONTROL DAN PEWAKTU

SAR

PENYANGGA PENAHAN TIGA KEADAAN KELUARAN

8 KANAL PEMILIH SAKLAR ANALOG

PENAHAN ALAMAT DAN

PENGKODE

SAKLAR POHON

256R TAHANAN TANGGA

ALAMAT 3 BIT

AKHIR DARI PENGUBAHAN (PENYELAAN)

GND VCC

ACUAN (+)

ACUAN (-)

OE

KELUARAN 8 BIT

19

2.6 Mikrokontroller AT89C51

a. Atmel AT89C51

AT89C51 adalah mikrokontroller keluaran Atmel dengan 4K byte

Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory),

AT89C51 merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory,

isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali.

AT89C51 memiliki berbagai fasilitas diantaranya:

1). Flash memori program didalam chip 4 Kbyte.

2). Beroperasi secara fully static 0 Hz sampai 24 MHz.

3). 128 x 8 bit RAM internal

4). UART full duplex

5). 6 buah sumber interupsi

6). Pembangkit oscilator clock internal. (http://www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at89c51_ds.pdf)

b. Konfigurasi dan fungsi pin AT89C51

Mikrokontroller AT89C51/52/55/S53 (keluarga 51) mempunyai 40

pin, 32 pin di antaranya adalah kaki untuk keperluan port parallel. Satu

port paralel terdiri dari 8 pin, dengan demikian 32 pin tersebut

membentuk 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal sebagai

Port 0, Port 1, Port, 2, dan Port 3. Nomor dari masing-masing jalur

(pin) dari port paralel mulai dari 0 sampai 7, pin pertama Port 0 disebut

sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk port 3 adalah P3.7. Untuk lebih

jelas berikut skema dari masing-masing pin dapat dilihat pada gambar

2.11

20

Gambar 2.11 Diagram pin mikrokontroller AT89C51 (http://www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at89c51_ds.pdf

Fungsi masing-masing pin pada mikrokontroller AT89C51

secara rinci adalah sebagai berikut:

1). Vcc, merupakan pin catu daya positif untuk mikrokontroller

sebesar +5V.

2). GND, hubungan ke ground atau pertanahan

3). RST, masukan reset. Kondisi ‘1’ selama 2 siklus mesin

selama osilator bekerja akan mereset mikrokontroller yang

bersangkutan.

4). PROG/ALE , keluaran ALE atau Adreess Latch Enable

menghasilkan pulsa-pulsa untuk mengunci byte rendah (low

byte) alamat selama mengakses memori eksternal. Kaki ini

juga berfungsi sebagai masukan pulsa program (the program

pulse input) atau PROG selama pemrograman flash.

VCC

GND

9

18

19

29

30

31

1

2

3

4

5

6

7

8

21

22

23

24

25

26

27

28

10

11

12

13

14

15

16

17

39

38

37

36

35

34

33

32

RST

XTAL2

XTAL1

PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

P2.0/A8

P2.1/A9

P2.2/A10

P2.3/A11

P2.4/A12

P2.5/A13

P2.6/A14

P2.7/A15

P3.0/RXD

P3.1/TXD

P3.2/INT0

P3.3/INT1

P3.4/T0

P3.5/T1

P3.6/WR

P3.7/RD

P0.0/AD0

P0.1/AD1

P0.2/AD2

P0.3/AD3

P0.4/AD4

P0.5/AD5

P0.6/AD6

P0.7/AD7

40

20

21

5). PSEN , Program Store Enable merupakan sinyal baca untuk

memori program eksternal.

6). EA /Vpp, External Access Enable. EA harus selalu

dihubungkan ke ground, jika mikrokontroller akan

mengeksekusi program dari memori eksternal lokasi 0000h

hingga FFFFh. Kaki ini juga berfungsi menerima tegangan 12

Volt (Vpp) selama pemrograman flash.

7). Port 0, merupakan port keluaran/masukan (I/O) bertipe open

drain bidirectional. Sebagai port keluaran, masing-masing

kaki dapat menyerap arus (sink) delapan masukan TTL

(sekitar 3,8 mA). Pada saat ‘1’ dituliskan ke kaki-kaki Port 0

ini, maka kaki-kaki Port 0 dapat digunakan sebagai masukan-

masukan berimpedansi tinggi.

Port 0 juga dapat dikonfigurasi sebagai bus alamat/data

bagian rendah (low byte) selama proses pengaksesan memori

data dan program eksternal. Jika digunakan dalam mode ini

Port 0 memiliki pullup internal.

Port 0 juga menerima kode-kode yang dikirimkan kepadanya

selama proses pemrograman dan mengeluarkan kode-kode

selama proses verifikasi program yang telah tersimpan dalam

flash. Dalam hal ini dibutuhkan pullup eksternal selama

proses verifikasi program.

22

8). Port 1, merupakan Port I/O dwi arah yang dilengkapi dengan

pullup internal. Penyangga keluaran Port 1 mampu

memberikan/menyerap arus empat masukan TTL (1,6 mA).

Jika ditulis ‘1’ ke kaki-kaki Port 1, maka masing-masing kaki

akan di pulled high dengan pullup internal sehingga dapat

digunakan sebagai masukan. Sebagai masukan, jika kaki-kaki

Port 1 dihubungkan ke ground (di-pulled low), maka masing-

masing kaki akan memberkan arus (source) karena di-pulled

high secara internal. Port 1 juga menerima alamat bagian

rendah (low byte) selama pemrograman dan verifikasi flash.



memberikan/menyerap arus empat masukan TTL ( 1,6 mA).






high secara internal.

Port 2 akan memberikan byte alamat bagian tinggi (high byte)

selama pengambilan instruksi dari memori program eksternal

dan selama pengaksesan memori data eksternal yang

menggunakan perintah dengan alamat 16-bit.

23



memberikan/menyerap arus empat masukan TTL ( 1,6 mA).






high secara internal.

Port 3 juga memiliki fungsi-fungsi alternatif sebagaimana

Port 1, ditunjukkan pada tabel 2.2 dibawah ini :

Tabel 2.2 Fungsi Altrenatif

Kaki Port Fungsi Alternatif

P3.0 RxD (port masukan serial)

P3.1 TxD (port keluaran serial)

P3.2 INT0 (interupsi eksternal 0)

P3.3 INT1 (interupsi eksternal 1)

P3.4 T0 (masukan eksternal pewaktu/pencacah 0)

P3.5 T1 (masukan eksternal pewaktu/pencacah 1)

P3.6 WR (sinyal tanda baca memori data eksternal)

P3.7 RD (sinyal tanda baca memori data eksternal)

24

11). XTAL1, merupakan pin masukan ke penguat inverting

osilator dan input rangkaian clock internal.

12). XTAL2, merupakan pin keluaran dari penguat inverting

osilator.

Gambar 2.12 Blok diagram AT89C51 (http:// www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at89c51_ds.pdf.)

25

2.7 Penyaji Kristal Cair (LCD)

Tampilan proses yang dipakai adalah modul penyaji kristal cair

(LCD) dengan tingkat kecerahan tinggi. Modul ini merupakan modul

penyaji kristal cair matriks titik dengan pengendali di dalamnya.

Pengendali ini mempunyai sebuah ROM/RAM pembangkit karakter di

dalamnya dan RAM data tampilan. Semua fungsi tampilan dikendalikan

oleh instruksi-instruksi, modul sangat mudah untuk dihubungkan dengan

mikroprosesor.

Penyaji kristal cair mempunyai kelengkapan antara lain :

♦ 20 karakter, 4 baris tampilan kristal cair dengan ukuran 5 x 7 matriks

titik.

♦ Duty ratio 1/16

♦ Pembangkit karakter ROM untuk 192 jenis karakter

♦ Pembangkit karakter RAM untuk 8 jenis karakter (tulis program)

♦ Pengantar-mukaan dengan 4 bit dan 8 bit mikroprosesor

♦ Data tampilan RAM dan pembangkit generator RAM dapat dibaca

dari mikroprosesor.

♦ Jangkauan suhu operasional antara 0°C sampai 50°C

♦ Sumber daya tunggal + 5V

♦ Dilengkapi osilator dalam, serta rangkaian hapus otomatis (Power on

Reset).

26

8 atau 16

DB0 – DB7

Gambar 2.13 Diagram blok modul penyaji kristal cair

Tabel 2.3 Deskripsi Fungsional terminal modul LCD

Nama

sinyal

No

Penyemat

I/O

Tujuan

Fungsi

DB0 – DB3 4 I/O MPU Bus data 4 bit bawah,

arah tiga keadaan : data

dibaca dari modul ke

MPU/ditulis ke modul

dari MPU melalui Bus.

Jika data antarmuka 4 bit,

sinyal tidak dipakai

DB4 – DB7 4 I/O MPU Bus data 4 bit bawah,

arah tiga keadaan : data

dibaca dari modul ke

MPU/ditulis ke modul

dari MPU melalui Bus.

DB7 juga dipakai sebagai

LCD

Penge-mudi LCD LSI

Penge-mudi LCD LSI

RS

R/W

E1 E2

40

4

27

bendera sibuk

E1 1 I MPU Sinyal jalankan untuk

panel atas

R/W 1 I MPU Sinyal pemilih baca dan

tulis , 0 : tulis, 1 : Baca

RS 1 I MPU Sinyal pemilih register :

0 : Register perintah

(Write).

Bendera sibuk dan

penghitung alamat

VO 1 - Catu

Daya

Tegangan catu

pengemudi LCD,

pengaturan kecerahan

layar dengan merubah

tegangannya.

VDD 1 - Catu + 5 V

GND 1 - Catu Terminal tanah : 0V

(Sumber : dari lembar data LCD)

2.8 Motor DC

Motor listrik adalah sebuah mesin yang dapat mengubah energi

listrik menjadi energi mekanis. Motor listrik dapat kita pakai untuk

memberikan putaran pada input energi mekanik.

28

Motor-motor listrik kecil yang dapat dipakai untuk

mengoperasikan rancangan-rancangan kecil bekerja pada tegangan 6 atau

9 volt. Motor arus searah mempunyai magnet permanen yang memberikan

medan magnet yang tetap (gambar 2.14). Armatur dari motor yang

berputar ditaruh dalam medan magnet. Armatur terdiri dari beberapa

kumparan yang dililitkan pada inti besi dan dirangkaikan dengan sebuah

akumulator. Sewaktu arus lewat kumparan armatur, dia berputar. Arus

yang lewat komutator diambil dari sikat. (gambar 2.15) menunjukkan

bagian motor listrik dengan magnet permanen kecil.

Gambar 2.14 Prinsip Motor DC

Gambar 2.15 Motor listrik dengan magnet permanen kecil.

29

BAB III

METODE PENELITIAN DAN PERENCANAAN ALAT

3.1 Desain Penelitian

a. Tujuan Penelitian

1 Membuat simulasi pengendaliaan perubahan temperatur motor

listrik.

2. Membuat alat pengukur kecepatan putaran motor dan

temperatur berbasis mikrokontroler

3. Mengetahui efisiensi pendingin terhadap kecepatan putaran

motor bila motor sudah beroperasi relatif lama.

4. Tampilan yang digunakan adalah LCD

b. Alat dan Bahan

Pada perancangan alat ini Alat dan bahan yang akan

digunakan pada pembuatan alat kecepatan motor dan temperatur

serta efisiensi pendingin terhadap kecepatan putaran motor

berbasisi Mikrokontroler yang dapat dilihat pada tabel 3.1 di

bawah ini :

30

Tabel 3.1 Alat dan Bahan

No Alat dan Bahan Jumlah

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

LM 35 DZ

IC AT89C51

IC ADC 0809

Variabel resistor 10K

Resistor 10 K,1 K

Capasitor 100 uf

Capasitor 30 pf, 2,2 nF

74LS14 + soket

LCD M1632

IC OpAm 358 + soket

Transistor BD 139

Foto Dioda

Pemancar Inframerah

LED

Resistor 330 ohm

Dioda 1N4002

Regulator

Kipas DC

1

1

1

3

3

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

1

2

1

31

SENSOR SUHU

ADC 0809

AT89C51

LCD (Temperatur dan Suhu)

PENGENDALI KIPAS

PENDINGIN

SENSOR KECEPATAN

MOTOR DC

3.2 Prosedur Kerja

Rancangan alat pengukur kecepatan putaran motor dan temperatur

berbasis mikroklontroler dapat dilihat pada gambar 3.1

Gambar 3.1 Diagram Blok Lengkap.

Pada gambar 3.1 Diagram Blok Pengukur Kecepatan dan

Temperatur, yang terdiri atas :

1. Sensor Suhu

Sensor suhu atau temperatur digunakan sebagai tranduser

pengubah suhu lingkungan sinyal listrik sebagai masukan bagi ADC.

2. Sensor Kecepatan

Sensor ini terdiri atas Fotodioda dan Pemancar Inframerah serta

penguat operasional sebagai komparator, data yang diterima oleh sensor

ini menjadi masukan bagi mikrokontroler AT89C51.

32

3. ADC ( Analog Digital Converter )

ADC yang digunakan adalah IC ADC 0809 yang berfungsi

sebagai pengubah data analog dari sensor suhu menjadi data digital

sebagai masukan bagi mikrokontroler AT89C51 yang kemudian akan

ditampilkan di LCD.

4. Mikrokontroler

Mikrokontroler AT89C51 digunakan sebagai pengontrol kerja

dan pengolah data yang akan ditampilkan oleh LCD.

5. LCD ( Liquid Crystal Display )

LCD berfungsi sebagai penampil data kecepatan motor listrik

serta temperaturnya.

6. Pengendali Kipas Pendingin

Pengendali ini berfungsi sebagai pendingin otomatis yang

berkerja sesuai perintah dari mikrokontroler.

3.3 Realisasi alat untuk tiap blok rangkaian

1. Motor DC dengan Pengontrolan Jangkar

Motor listrik adalah suatu mesin yang merubah tenaga listrik ke

dalam tenaga mekanik. Kerjanya adalah atas prinsip bahwa apabila

suatu penghantar yang membawa arus listrik diletakkan dalam suatu

medan magnet, maka akan timbul gaya mekanik. Pada prinsipnya

mesin listrik dapat berlaku sebagai motor. Suatu mesin listrik (motor)

akan berfungsi bila memiliki :

33

)1()(

)(

+=

sT

K

sE

s

m

m

a

ω

θ

1. Kumparan medan, untuk menghasilkan medan magnet.

2. Kumparan jangkar, untuk mempengaruhi ggl pada koduktor-

konduktor yang terletak pada alur-alur jangkar.

3. Celah udara, yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam

medan magnet.

Pada Gambar 3.2 ditunjukkan diagram skematik suatu motor dc

dengan pengontrolan jangkar.

Gambar 3.2 Diagram skematik suatu motor dc dengan pengontrolan

jangkar (Katsuhiko ogata, 1993)

Pada motor DC induktansi La pada rangkaian jangkar

biasanya kecil dan dapat diabaikan. Dan dengan menggunakan

hukum Kirchoff serta hukum rotasi mekanis Newton, persamaan

fungsi alih yang menggambarkan dinamika rotasi motor DC

dengan pengontrolan jangkar sebagai berikut.

..................................................................(3.1)

dengan :

Km = konstanta penguatan motor

Tm = konstanta waktu motor

(Katsuhiko ogata, 1993)

34

LM35

5V VCC

330

OPTO-R

10K

LM358

3

2

84

1+

-

V+

V-

OUT

10K

LED

31 OUT

5VDC

330

2. Sensor / Tranduser Suhu LM 35 DZ

Sensor suhu yang digunakan yaitu LM 35 DZ, dengan

spesifikasi jangkauan suhunya – 400C sampai dengan 1250C dan

tegangan keluaran yang telah stabil tanpa diset dahulu, dimana untuk

setiap perubahan suhu sebesar 10C, maka tegangan keluaran akan

naik sebesar 10 mV.

Gambar 3.3 Diagram Blok Modul Tranduser Suhu.

3. Sensor Kecepatan

Gambar 3.4. Diagram Rangkaian Sensor Kecepatan

Sensor kecepatan yang digunakan adalah fotodioda sebagai

penerima dan led infra merah sebagai pemancarnya. Apabila ada

penghalang antara pemancar dan penerima maka keluarannya adalah

high dan apabila tidak ada penghalang antara pemancar maka

keluarannya adalah low. Dalam hal ini LED mempunyai penurunan

35

330

5.15 −=

10.0106,05−=

tegangan lazim dari 1.5 V sampai 2.5 V untuk arus diantara 10mA

sampai 150 mA. Rangkaian ini mengunakan R 300 ohm dan 10

ohm.Dari rangkain kita dapat menghitung arus LED sebagai berikut

Rs = 330 ohm dan Vs 5 V, penurunan LED dianggap 1,5 V

Rs

VledVsI i

−=

= 10.6 mA

Biasanya arus LED ada diantara 10 mA sampai 50 mA karena daerah

ini memberikan cahaya yang banyak untuk pemakaian.Pada

optocoupler mempunyai masukan LED dan keluaran fotodioda

dimana menimbulkan arus balik I 2 maka diperoleh

222 RIVVout −=

= 5- 0,106

= 4,89 V

Tegangan 4,89 V merupakan tegangan yang aman untuk

karakteristik AT89C51.

4. Analog To Digital Converter (ADC0809)

ADC ini merupakan komponen utama dalam rangakian

pengubah tegangan ke bentuk tegangan digital. ADC mempunyai 8

bit masukan analog dan keluaran 8 bit digital. Komponen ini

36

D5

D3

ADC0809

262728

12345

1216

10

97

171415818192021

252423

622

IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7

REF+REF-

CLK

OEEOC

D0D1D2D3D4D5D6D7

A0A1A2

STARTALE

12345678

IN 8

2,2nF

IN 1

5V

D75V

IN 5

IN 2IN 3

74LS14

1 2

D6

1K

8 BITOUTPUT

D4

D1

123

IN 7

12345678

74LS14

3 4

IN 4

IN 6

D0

D2

merupakan CMOS yang mengubah tegangan analag menjadi kode

digital 8 bit dengan menggunakan metode aproksimsi berurutan.

Bentuk rangkaian ADC seperti gambar (3.5) berikut :

Gambar 3.5 Diagram Rangkaian ADC ( Analog To Digital Converter)

Pada gambar 3.5 masukan yang difungsikan pada nantinya

yaitu 1N 0 diubungkan dengan sensor suhu yang akan mengukur

suhu motor, sedangkan 1N 1 sampai 1N 7 dirangkai dengan ground.

Keluaran 8 bit ADC dihubungkan dengan Port 2 dari mikrokontroller

yang pada nantinya akan membawa perintah dari pengukuran sensor

suhu.

37

S1

VCC

10uF

+5V

AT89C51

9

18

19 29

30

31

40

1

2

3

4

5

6

7

8

21

22

23

24

25

26

27

28

10

11

12

13

14

15

16

17

39

38

37

36

35

34

33

32

20

RST

XTAL2

XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

VCC

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

P2.0/A8

P2.1/A9

P2.2/A10

P2.3/A11

P2.4/A12

P2.5/A13

P2.6/A14

P2.7/A15

P3.0/RXD

P3.1/TXD

P3.2/INTO

P3.3/INT1

P3.4/TO

P3.5/T1

P3.6/WR

P3.7/RD

P0.0/AD0

P0.1/AD1

P0.2/AD2

P0.3/AD3

P0.4/AD4

P0.5/AD5

P0.6/AD6

P0.7/AD7

GN

D

10K

5V

2x 33pF

12MHz

5. Sistem Minimum Mikrokontroler AT89C51

Gambar 3.6 Diagram Ramgkain Mikrokontroler AT89C51

Mikrokontroler AT89C51 mempunyai 40 pin, 32 pin

diantaranya adalah kaki untuk keperluan Port Paralel. Satu port

paralel terdiri dari 8 pin, dengan demikian 32 pin tersebut

membentuk 4 buah port paralel, yang masing – masing dikenal

sebagai Port 0, Port 1, Port 2, Port 3. Nomor dari masing – masing

jalur (pin) dari port paralel mulai dari 0 sampai 7, pin pertama Port 0

disebut sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk Port 3 adalah P3.7.

Port dua merupakan yang berasal dari keluaran ADC, dan port nol

merupakan keluaran yang dihubungkan dengan masukan pada LCD.

6. LCD (Liquid Crystal Display)

Tampilan yang digunakan pada alat ini menggunakan

tampilan kristal cair (LCD). Modul ini menggunakan modul tampilan

kristal cair matrik titik dengan pengendali LCD didalamnya.

38

2

D3

VR 10K

Vss

13

DATA

12345678

7

VR 10K

D7

3

D4 VssD0

10

5V

1

LCD 2 X 16

4

VccD5

DATA CONTROL

12

8 14

D1

6 12

Vss E

5

Vee

15

D6

11

RSD2

9

R/W

16

5V

1N4002

12V

1

2Vi

LOAD

1

2

+ 100uF

Gnd

RELAY SPDT

BD 139

4K7

Pengendali ini memiliki sebuah ROM / RAM pembangkit

karakter di dalamnya, data tampilan dan semua fungsi tampilan

dikendalikan oleh perintah – perintah oleh mikrokontroler

Gambar 3.7 Diagram Rangkaian Penyaji Kristal Cair

Masukan LCD dirangkai dengan keluaran dari Port nol

mikrokontroler, serta E, RS berturut – turut di rangkaikan dengan P1.0,

P1.1 dan R/W di groundkan.

7. Pengendali Kipas Pendingin

Rangkaian pengendali motor terdiri dari satu buah transisitor yaitu

BD139 dan Dioda IN4002 untuk menyearahkan arus.

Gambar 3.8 Diagram Rangkain Pengendali Kipas Pendingin

39

Jika Transistor BD139 tidak mendapat bias arus pada basisnya dan

berada pada kondisi Cut Off. Hal ini menyebabkan arus motor tidak

mengalir dan motor tidak berputar. Sebaliknya jika masukan berlogika

high transistor BD139 berada pada kondisi Saturasi. Arus motor mengalir

dan mengerakkan kipas pendingin. Dioda 1N4002 berfungsi sebagai

penahan adanya tegangan balik dari kumparan motor.

8. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya memberikan supply tegangan pada alat

pengendali. Rangkaian catu daya mendapatkan sumber tegangan dari PLN

sebesar 220 VAC. Tegangan 220 VAC ini kemudian diturunkan menjadi 15

VAC melalui trafo penurun tegangan. Tegangan AC 15V disearahkan oleh

diode menjadi tegangan DC. Keluaran dari dioda ini kemudian masuk ke IC

regulator yang fungsinya adalah untuk menstabilkan tegangan. IC regulator

yang terdiri dari tiga buah IC, yaitu LM7805, LM7809 dan LM7812 yang

menghasilkan tegangan DC sebesar +5V, +9V dan +12V. Oleh karena

tegangan yang diperlukan pada tiap rangkaian ada yang tidak sama maka

rangkaian catu daya ini mempunyai tiga buah saluran tegangan DC yaitu

+5V, +9V dan +12V yang berfungsi untuk memberi supply tegangan pada

tiap rangkaian.

40

2N3055

1N4001

+

100uF/16V

SI1

250mA

100uF/ 16V1N4001

0V9V

12V

220 VAC

2N3055

Traf o 2A

+

DI0DE 3A

+

2200uF/16V

+

1000uF/16V

J3

1234

5V

LM7809

1

2

3VI

GND

VO

+

LM7805

1

2

3VI

GND

VO

1000uF/ 16V

DIODE 3A

LM7812

1

2

3VI

GND

VO

+

2200uF/25V

Gambar 3.9 Diagram Rangkain Power Supply

3.4 Cara Kerja Keseluruhan

Sensor kecepatan akan merekam data yang akan dimasukan ke

mikrokontroler, secara bersamaan sensor suhu juga akan merekam data

temperatur motor listrik. Keluaran sensor suhu akan dirangkaikan pada

masukan ADC, dalam ADC ini data dari sensor yang berupa data tegangan

analog akan di ubah menjadi data bentuk digital. Data yang masuk ke

mikrokontroler baik temperatur maupun kecepatan akan diolah oleh

mikrokontroler dan kemudian ditampilkan ke LCD. Apabila temperatur

dari motor meningkat dan mencapai batas atas yang telah ditentukan maka

pengendali kipas diaktifkan oleh mikrokontroler sehingga kipas pendingin

beroperasi dan temperatur motor akan turun, setelah temperatur turun

mencapai kurang dari temperatur batas bawah yang telah ditentukan maka

mikrokontroler akan mematikan kipas pendingin sehingga kipas pendingin

berhenti beroperasi.

41

Gambar 3.10 Flow Cart

LOOP

MULAI

SETTING TEMPERATUR

MEMPERSIAPKAN TAMPILAN

DELAY

TAMPILKAN

BACA TEMPERATUR

TAMPILKAN

BANDINGKAN DENGAN SUHU BATAS

Tidak

Ya

INISIALISASI LCD

SUHU = ATAU > DARI BATAS

ATAS ?

BACA KECEPATAN

NYALAKAN KIPAS

Tidak

SUHU DIBAWAH BATAS BAWAH

MATIKAN KIPAS

Ya

42

3.5 Pembahasan Perangkat Lunak

Untuk mendukung kerja alat selain perangkat keras juga dimuat

program untuk mengendalikannya. Alat ini terdapat beberapa program

yang akan dimasukan pada mikrokontroler antara lain program inisialisasi

LCD, program persiapan tampilan awal pada LCD, program pembaca

kecepatan putaran motor listrik, program pembaca ADC, program

perbandingan temperatur dengan temperatur batas atas dan batas bawah,

program delay dan program pengubah bilangan desimal ke bilangan ASCII

(American Standart Code Of Information Interchange).

1. Inisialisasi LCD

Program ini merupakan proses persiapan modul LCD yang

dilakukan setelah masuk ke bagian pengaturan mode. Sistem harus

menunggu 15 milidetik atau lebih setelah sumber daya mencapai

tegangan 4,5 volt agar HD44780 siap untuk berhubungan dengan

mikrokontroler AT89C51.

2. Kecepatan Putaran

Program kecepatan putaran motor merupakan program yang

membaca kecepatan putaran motor listrik untuk kemudian ditampilakn

melalui display LCD.

3. Masukan Data Dari ADC 0809

ADC 0809 berfungsi untuk mengubah data analog dari sensor

suhu menjadi data digital yang akan diolah lebih lanjut oleh

mikrokontroler. Perintah dimulai dengan memaksa P2.3 menjadi nol,

43

dengan maksud mereset ADC 0809, kemudian membuat start menjadi

satu kemudian nol lagi sebagai kode bahwa konversi siap

dilaksanakan. Setelah ADC 0809 telah selesai mengkonversi data yang

masuk, maka ADC 0809 akan mengirimkan logika satu, kemudian

mikrokontroler akan memberi logika satu, agar data hasil konversi

dapat dibaca. Terakhir data hasil konversi dikirim ke mikrokontroler.

4. Pembacaan Temperatur

Program pembacaan temperatur berfungsi untuk membaca

temperatur pada motor listrik, suhu batas atas dan suhu batas bawah.

Pada program ini pertama menentukan masukan analog mana yang

akan dibaca, kemudian memanggil rutin ADC 0809, data yang terbaca

disimpan pada alamat yag telah ditentukan. Suhu motor dimasukan

pada kanal nol, suhu batas atas pada kanal satu dan suhu batas bawah

pada kanal dua.

5. Perbandingan Suhu

Suhu dari motor akan dibandingkan dengan suhu yang telah

ditentukan. Perbandingan ini berhubungan dengan pengoperasian dari

kipas pendingin. Pertama suhu motor listrik akan dikurangi suhu batas

atas, apabila ternyata hasil pengurangan carry sama dengan nol maka

pin dikirim logika 0 selanjutnya kipas pendingin akan beroperasi untuk

menurunkan suhu motor. Suhu motor dikurangi suhu batas bawah,

apabila hasil pengurangan carry-nya sama dengan satu maka pin

dikirim logika high, maka kipas pendingin berhenti beroperasi.

44

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian Dan Analisa

Setelah alat pengukuran kecepatan putaran motor dan temperatur

berbasis mikrokontroller AT89C51 dibuat, maka dilakukan pengujian

terhadap alat tersebut. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian sensor

kecepatan motor dengan beban dan motor tanpa beban, pengujian sensor

suhu, pengujian kendali temperatur serta prosentase kesalahan sensor suhu

yang dibandingkan dengan thermometer air raksa.

1. Sensor Kecepatan

Dalam penelitian ini dapat dibandingkan antara jumlah putaran

motor dengan beban dan jumlah putaran motor tanpa beban. Dari hasil

penelitian yang telah dilakukan jumlah putaran motor DC terhadap

tegangan input motor diperoleh data seperti pada tabel 4.1 untuk motor

tanpa beban dan tabel 4.2 untuk motor berbeban 1, tabel 4.3 untuk motor

berbeban 2 dan tabel 4.4 untuk motor berbeban 3 sedang tabel 4.5 untuk

hubungan waktu, suhu, Rps dan efisiensi pendingin pada motor yang telah

beroperasi dalam jangka waktu yang relatif lama.

45

Tabel 4.1 Pengamatan Tegangan input Terhadap Kecepatan Motor

Tanpa Beban

No Tegangan Input Motor (Volt)

Arus Input (Amper) Jumlah Putaran (rps)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11

12.

13.

14.

15.

16

17.

18.

11,77

11,07

10,53

9,70

8,80

8,03

7,50

6,80

6,00

5,35

4,80

3,85

3,05

2,70

2,05

1,50

1,10

0,95

0,12

0,12

0,11

0,10

0,9

0,9

0,8

0,8

0,8

0,7

0,7

0,6

0,6

0,5

0,5

0,4

0,4

0,4

11,75

11,05

10,45

9,65

8,7

7,8

7,2

6,45

5,6

4,9

4,3

3,3

2,75

2,15

1,45

0,85

0,5

0

46

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15

Tegangan Motor Tanpa Beban (Volt)

Jumlah Putaran Motor (rps)

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antarta tegangan dan

jumlah putaran motor, seperti ditunjukkan pada gambar (4.1) untuk motor

tanpa beban :

Gambar 4.1 Hubungan antara tegangan motor dan jumlah putaran motor

Dari gambar terlihat jika tegangan motor dinaikkan maka jumlah

rotasi juga akan meningkat selain itu juga ditunjukkan hubungan yang

linier antara tegangan input motor dengan jumlah putaran motor.

Dalam penelitian selanjutnya akan di teliti dengan beban motor yang

bervariasi dan dalam penelitian ini variasi beban motor ada tiga bagian

yang berbeda.

Berikut ini tabel pengukuran motor dengan beban roda gigi yang

dapat di lihat pada tabel 4.2 sebagai berikut :

47

Tabel 4.2 Pengamatan Tegangan input Terhadap Kecepatan

Putaran Motor dengan Beban Roda Gerigi

No Tegangan Input Motor (Volt) Arus Input (Amper) Jumlah Putaran (rps)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11

12.

13

11,80

11,10

10,50

9,03

7,80

6,85

5,10

4,80

4,10

3,60

3,00

2,50

2,00

0,13

0,12

0,11

0,10

0,9

0,9

0,10

0,10

0,9

0,9

0,9

0,9

0,9

10,50

09,95

09,45

07,95

06,75

05,85

04,25

03,60

02,75

02,35

01,95

01,35

0



dengan beban Roda gerigi adalah sebagai berikut :

48

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15

Tegangan Input Motor (Volt)

Jumlah Putaran Motor

(Rps)

Gambar 4.2 Hubungan antara tegangan motor dan jumlah putaran

motor dengan beban Roda

Berikut ini tabel pengukuran motor dengan beban 1\20 kg yang



Putaran Motor dengan Beban (1\20 kg)


1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

9,60

8,80

7,60

6,65

5,50

4,80

4,00

3,45

2,80

2,50

2,25

0,31

0,29

0,23

0,19

0,16

0,14

0,12

0,11

0,11

0,10

0,10

5,10

4,75

4,35

3,95

3,35

3,00

2,40

1,80

1,25

0,90

0

49

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15


Jumlah Putaran Motor (Rps)



dengan beban 1\20 kg :

Gambar 4.3 Hubungan antara tegangan motor dan jumlah putaran motor dengan beban (1\20 kg)

Berikut ini tabel pengukuran motor dengan beban 1\10 kg yang


50

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 2 4 6 8 10




Putaran Motor dengan Beban (1\10 kg)


1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

8,92

8,70

7,10

6,40

5,50

5,00

4,47

3,70

3,00

2,75

0,41

0,39

0,31

0,27

0,22

0,20

0,18

0,16

0,16

0,16

2,90

2,80

2,60

2,45

2,30

2,10

1,90

1,35

0,65

0



dengan beban 1\10 kg :


motor dengan beban (1\10 kg)

51

Dari gambar 4.2, 4.3 dan 4.4 terlihat jika tegangan motor dinaikkan

maka jumlah rotasi juga akan meningkat selain itu juga ditunjukkan

hubungan yang linier antara tegangan input motor dengan jumlah putaran

motor. Selain itu dari tabel juga dapat di simpulkan hubungan antara

tegangan input dengan arus terlihat jika tegangan turun maka arus yang

mengalir juga akan turun dan pengaruh beban juga terlihat pada jumlah

Rps pada motor.

Berikut ini tabel pengukuran motor dengan beban yang meliputi

waktu, rps, suhu dan keadaan kipas pendingin dengan Tegangan Input

10,50 V dan Arus 0,33 Amper dengan suhu batas bawah di set 30 0C dan

suhu atas di set 35 0C dan pengambilan data per 5 menit yang dapat di lihat

pada tabel 4.5 sebagai berikut :


Putaran Motor Berbeban, Arus dan Suhu.

Waktu/ 5 menit

Rps Suhu(0C) Kipas Tegangan(V) Arus(A)

1

2

3

4

5

6

7

8

5,55

5,50

5,45

5,35

5,30

5,10

5,25

5,30

29,3

30,5

31,7

33.0

34,2

35,4

31,7

30,5

Diam

Diam

Diam

Diam

Nyala

Nyala

Nyala

Diam

10,50

10,35

10,30

10,15

10,10

09,95

10,05

10,15

0,33

0,32

0,31

0,30

0,29

0,28

0,29

0,30

52

0

10

20

30

40

0 2 4 6 8 10

Waktu Per 5 Menit

Suhu Motor (C)

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu

dengan suhu, seperti ditunjukkan pada gambar (4.5) :

Kipas mulai beroperasi

Kipas berhenti beroperasi

Gambar 4.5 Hubungan antara waktu dan suhu dari Motor

Dari data di atas kipas akan menyala berkisar pada suhu 35 0C dan

kipas pendingin akan berhenti beroperasi pada suhu berkisar 30 0C. Dari

penelitian juga terlihat fungsi pendingin yang cukup efektif yaitu ketika

suhu motor naik maka rps motor turun dan pada kondisi pendingin hidup

rps motor dapat berangsur-angsur naik walaupun tidak dapat seperti pada

kondisi semula.

53


Putaran Motor Dengan Beban Tergantung (1/10 kg)

NO Tegangan Input Motor (volt)

Arus (Amper) RPS

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

10,55

9,60

8,40

7,41

5,75

4,77

4,50

3,75

3,30

2,95

0,37

0,33

0,30

0,28

0,27

0,26

0,25

0,24

0,23

0,22

6,25

5,85

4,95

4,15

2,35

1,5

1,2

0,75

0,45

0



dengan beban tergantung (1\10) kg :

54

0

1

2

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8 10 12

Tegangan Input Motor (V)



motor dengan beban tergantung(1\10 kg)

Dari gambar 4.6 terlihat jika tegangan motor dinaikkan maka jumlah

rotasi juga akan meningkat selain itu juga ditunjukkan hubungan yang

linier antara tegangan input motor dengan jumlah putaran motor. Selain itu

dari tabel juga dapat di simpulkan hubungan antara tegangan input dengan

arus terlihat jika tegangan turun maka arus yang mengalir juga akan turun

dan pengaruh beban juga terlihat pada jumlah rps pada motor.

55

Gambar 4.7 Alat Tampak Dalam Secara Keseluruhan

56

Gambar 4.8 Motor dengan Beban Tampak Belakang

57

Gambar 4.9 Motor Tampak Atas

Gambar 4.10 Motor Tampak Depan

58

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40

Display Sensor Suhu ( C)

Thermometer Air Raksa (C)

2. Sensor Suhu

Pengujian sensor suhu dilakukan dengan membandingkan

pembacaan alat sensor suhu dengan thermometer air raksa. Data pengujian

dari kedua alat pengukuran suhu adalah sebagai berikut :

Tabel 4.7 Hasil Penelitian Sensor Suhu

Display Alat (0C) Temperatur (0C)

26.8

28,1

29,3

30,5

31,7

33,0

34,2

27

28,5

29,5

31

32

33

35

Adapun grafik hubungan antara alat sensor suhu dan tampilan

termometer air raksa ditunjukkan pada gambar (4.11):

Gambar 4.11 perbandingan sensor suhu dengan thermometer

59

Dari hasil perbandingan data suhu yang ditampilkan oleh sensor dan

termometer air raksa , maka besarnya prosentase kesalahan alat dapat

dicari dengan menggunakan persamaan :

% Kesalahan = n

nN − x 100%

3. Pengujian Kendali Temperatur

Dalam penelitian kipas pendingin motor DC akan beroperasi apabila

suhu motor DC telah melebihi atau sama dengan suhu batas atas. Kipas

akan berhenti beroperasi jika suhu motor telah turun dibawah suhu batas

bawah. Dalam penelitian, suhu batas diset pada 350C dan suhu batas

bawah 300C dengan suhu kamar 26,50C. Setelah motor listrik dengan

tegangan 12 Volt bekerja relatif lama suhu motor akan meningkat hingga

melebihi atau sama dengan suhu 350C, maka kipas pendingin akan

beroperasi dan pada saat suhu motor mencapai 300C maka kipas pendingin

akan berhenti beroperasi.. Bilamana suhu batas bawah diset dibawah suhu

kamar, maka kipas akan beroperasi relatif sama karena sensor sulit untuk

menyesuaikan dengan suhu ruangan, maka suhu batas bawah diset diatas

suhu kamar.

4. Prosetase Kesalahan Alat Sensor Suhu

Dari hasil penelitian prosentase kesalahan alat sensor suhu dapat

dicari denagn membandingkan sensor suhu pada alat dengan termometer

air raksa dari penelitian diperoleh data pada tabel 4.7 sebagai berikut :

60

Tabel 4.8 Hasil Perbandingan sensor Suhu Dengan

Thermometer

No. Sensor Suhu (0C) Thermometer (0C) Kesalahan (%)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

26.8

28,1

29,3

30,5

31,7

33,0

34,2

27

28,5

29,5

31

32

33

35

0.7

1,4

0,7

1,6

0,9

0

2,3

Prosentase kesalahan dihitung dengan persamaan :

% Kesalahan = n

nN − x 100%

Dengan N : Pengukuran dengan Thermometer

n : Display dari sensor suhu

Dari perhitungan persamaan di atas diperoleh besarnya kesalahan untuk

sensor suhu berkisar antara 0 % sampai dengan 2,3 %. Prosentase

kesalahan relatif kecil, maka sensor yang dibuat memiliki ketelitian yang

cukup baik.

4.2 Pembahasan

Pada alat ini sensor kecepatan mengukur kecepata motor,sensor

kecepatan yang dipakai adalah fotodioda dan pamancar inframerah serta

penguat operasional sebagai komparator, data yang diterima sensor

61

kecepatan menjadi masukan bagi mikrokontroler AT89C51. Sensor suhu

pada alat ini digunakan sebagai tranduser pengubah suhu lingkungan

menjadi sinyal listrik sebagai masukan bagi ADC, sedang ADC berfungsi

untuk mengubah data analog dari sensor suhu menjadi data digital sebagai

masukan bagi mikrokontroler AT89C51 yang kemudian akan ditampilkan

di LCD yang berfungsi sebagai penampil data kecepatan motor dan

temperatur.

Alat ini juga dilengkapi pengendali kipas pendingin, pengendali ini

berfungsi sebagai pendingin otomatis yang bekerja sesuai perintah

mikrokontroler. Kipas pendingin akan beroperasi apabila suhu motor telah

melibihi atau sama dengan suhu batas atas, kipas akan berhenti beroperasi

jika suhu motor telah turun dibawah atau sama dengan suhu batas bawah.

Dalam penelitian ini suhu batas atas dan batas bawah telah diset terlebih

dahulu. Perlu diketahui bahwa batas bawah harus di set di atas suhu kamar

supaya kipas tidak beropersai relatif lama. Jika suhu batas bawah diset

dibawah suhu kamar, maka kipas pendingin sulit membuat suhu motor

dibawah suhu kamar.

4.3 Keterbatasan Penelitian

Dalam penelitian ini ada banyak keterbatasan, diantaranya sebagai berikut:

1. Alat tersebut tidak dilengkapi alat pengaman motor jika sensor

atau alat pendingin tidak berfungsi.

2. Tidak tersedia alat pengukur kecepatan sebagai pembanding dari

alat yang telah dibuat.

62

BAB V

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat di

simpulkan :

1. Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dan Temperatur

berbasis mikrokontroler AT89C51 dapat bekerja dengan baik

yaitu dapat mengendalikan temperatur motor DC secara efektif

pada suhu yang ditentukan.

2. Adanya pendingin secara otomatis pada sistem akan dapat

menghindari panas pada motor secara berlebihan

3. Prosentase kesalahan pengukuran sensor suhu relatif kecil

berkisar antara 0 % sampai dengan 2,3 % sehingga alat ini

layak digunakan sebagai alat ukur.

5.2 SARAN

Alat yang dibuat masih banyak kekurangan ,untuk penelitian

selanjutnya penulis memiliki saran sebagai berikut :

1. Alat sensor kecepatan sebaiknya di bandingan dengan alat

pencatat kecepatan yang lain.

2. Sensor yang digunakan lebih berkualitas .

63

DAFTAR PUSTAKA

Arikunto,Suharsimi. 1998. Prosedur Penelitian: Suatu Pendekatan Praktek.

Jakarta: PT Rineka Cipta. Depari, Gandi. 2000. Pokok-pokok Elektronika. Bandung : Penerbit M2S Bandung

Anggota IKAPI. . Katsuhiko ogata, 1993 Teknik Kontrol Automatik.Jakarta : Penerbit Erlangga Jl

Kramat IV no 11. Malvino,Albert Paul. 1996. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 dan 2. Jakarta:

Penerbit Erlangga. Nalwan,Paulus Andi. 2003. Teknik Antarmuka dan pemrograman Mikrokontroler

AT89C51. Jakarta : PT Elex Media komputindo. Sutanto. 1997. Rangkaian Elektronika Analog dan Terpadu. Jakarta: Penerbit

Universitas Indonesis. UI-Press. Tim Penyusun Kamus Pembinaan dan Pengembangan Bahasa. 1989. Kamus

Besar Bahasa Indonesia. Cetakan 2. Jakarta: Balai Pustaka. www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at89c51_ds.pdf. Tanggal download: 05

Agustus 2006. Jam: 8:46:40.

www.keil.com/dd/docs/datashts/ADC0809_ds.pdf Tanggal download: 05 Agustus 2006. Jam: 8:40:40.

.

64

;FLAG 0 ---- EVENT DISPLAY ;FLAG 1 ---- DELAY BUTTON ;FLAG 2 ---- DELAY MENU ;FLAG 3 ---- SELECT MENU ORG 0H AJMP START ORG 0BH ACALL TIMER0ACTIVED RETI ORG 1BH ACALL TIMER1ACTIVED RETI DAFTARTEMP: DB ' 0,0',0DFH,' 1,1',0DFH,' 2,3',0DFH,' 3,6',0DFH DB ' 4,8',0DFH,' 6,0',0DFH,' 7,2',0DFH,' 8,5',0DFH DB ' 9,7',0DFH,' 10,9',0DFH,' 12,1',0DFH,' 13,4',0DFH DB ' 14,6',0DFH,' 15,8',0DFH,' 17,0',0DFH,' 18,3',0DFH DB ' 19,5',0DFH,' 20,7',0DFH,' 21,9',0DFH,' 23,2',0DFH DB ' 24,4',0DFH,' 25,6',0DFH,' 26,8',0DFH,' 28,1',0DFH DB ' 29,3',0DFH,' 30,5',0DFH,' 31,7',0DFH,' 33,0',0DFH DB ' 34,2',0DFH,' 35,4',0DFH,' 36,6',0DFH,' 37,9',0DFH DB ' 39,1',0DFH,' 40,3',0DFH,' 41,5',0DFH,' 42,8',0DFH DB ' 44,0',0DFH,' 45,2',0DFH,' 46,4',0DFH,' 47,7',0DFH DB ' 48,9',0DFH,' 50,1',0DFH,' 51,3',0DFH,' 52,6',0DFH DB ' 53,8',0DFH,' 55,0',0DFH,' 56,2',0DFH,' 57,5',0DFH DB ' 58,7',0DFH,' 59,9',0DFH,' 61,1',0DFH,' 62,4',0DFH DB ' 63,6',0DFH,' 64,8',0DFH,' 66,0',0DFH,' 67,3',0DFH DB ' 68,5',0DFH,' 69,7',0DFH,' 70,9',0DFH,' 72,2',0DFH DB ' 73,4',0DFH,' 74,6',0DFH,' 75,8',0DFH,' 77,1',0DFH DB ' 78,3',0DFH,' 79,5',0DFH,' 80,7',0DFH,' 82,0',0DFH DB ' 83,2',0DFH,' 84,4',0DFH,' 85,6',0DFH,' 86,9',0DFH DB ' 88,1',0DFH,' 89,3',0DFH,' 90,5',0DFH,' 91,8',0DFH DB ' 93,0',0DFH,' 94,2',0DFH,' 95,4',0DFH,' 96,7',0DFH DB ' 97,9',0DFH,' 99,1',0DFH,'100,3',0DFH,'101,6',0DFH DB '102,8',0DFH,'104,0',0DFH,'105,2',0DFH,'106,5',0DFH DB '107,7',0DFH,'108,9',0DFH,'110,1',0DFH,'111,4',0DFH DB '112,6',0DFH,'113,8',0DFH,'115,0',0DFH,'116,3',0DFH DB '117,5',0DFH,'118,7',0DFH,'120,0',0DFH DATA1: DB 'KEC. M:' DATA2: DB 'SUHU : ' DATA3: DB '=>SUHU ATAS: ' DATA4: DB ' SUHU BWH : ' DATA5: DB ' SUHU ATAS: ' DATA6: DB '=>SUHU BWH : ' FLAG EQU 20H DELAYDISP EQU 21H DELAYBUTON EQU 23H TEMP EQU 24H BATAS EQU 25H BBAWAH EQU 26H DELAYMENU EQU 27H RPS EQU 28H RS BIT P1.0 ELCD BIT P1.1 BUTTON1 BIT P3.0 BUTTON2 BIT P3.1 BUTTON3 BIT P3.2 BUTTON4 BIT P3.3 KIPAS BIT P3.4 TIMER0ACTIVED: PUSH ACC CLR TF0 MOV TL0,#0C5H MOV TH0,#3CH INC DELAYDISP

65

MOV A,DELAYDISP CJNE A,#20,JUMP31 ORL FLAG,#1 MOV DELAYDISP,#0 JUMP31: INC DELAYBUTTON MOV A,DELAYBUTTON CJNE A,#7,JUMP32 ANL FLAG,#0FDH MOV DELAYBUTTON,#0 JUMP32: INC DELAYMENU MOV A,DELAYMENU CJNE A,#140,ENDTIMER0 ANL FLAG,#0FBH MOV DELAYMENU,#0 ENDTIMER0: POP ACC RET TIMER1ACTIVED: PUSH ACC ;TIMER 1 SEBAGAI COUNTER CLR TF1 MOV TL1,#0ECH MOV TH1,#0FFH INC RPS ENDTIMER1: POP ACC RET START: MOV SP,#30H ACALL INITPROGRAM ACALL INITLCD ACALL INITTIMER ACALL WAIT INITPROGRAM: MOV BATAS,#32 MOV BBAWAH,#27 MOV FLAG,#0 MOV RPS,#0 RET INITLCD: MOV P0,#0 ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 MOV P0,#30H ACALL ENDCOMMANDLCD ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 MOV P0,#30H ACALL ENDCOMMANDLCD ACALL DELAY2 MOV P0,#30H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV P0,#38H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV P0,#08H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV P0,#01H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV P0,#06H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV P0,#38H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV P0,#0EH ACALL ENDCOMMANDLCD MOV P0,#06H ACALL ENDCOMMANDLCD RET DELAY1: MOV R3,#01FH ULANG1: MOV R4,#0FH

66

ULANG2: MOV R5,#07FH DJNZ R5,$ DJNZ R4,ULANG2 DJNZ R3,ULANG1 RET ENDCOMMANDLCD: CLR ELCD CLR RS SETB ELCD ACALL DELAY2 CLR ELCD ACALL DELAY2 RET DELAY2: MOV R4,#3H ULANG3: MOV R5,#07FH DJNZ R5,$ DJNZ R4,ULANG3 RET WRITEROW1: MOV P0,#02H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV R6,#16 MOV R7,#0 ACALL WRITECHAR RET WRITEROW2: MOV P0,#0C0H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV R6,#16 MOV R7,#0 ACALL WRITECHAR RET WRITECHAR: MOV A,R7 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR INC R7 DJNZ R6,WRITECHAR RET ENDCOMMANDCHAR: CLR ELCD SETB RS SETB ELCD ACALL DELAY2 CLR ELCD ACALL DELAY2 RET INITTIMER: MOV TMOD,#51H ;INISIALISASI TIMER SETB EA SETB ET0 ;TIMER 0 SEBAGAI TIMER BIASA SETB ET1 ;TIMER 1 SEBAGAI COUNTER MOV TL0,#0C5H MOV TH0,#3CH SETB TR0 MOV TL1,#0ECH MOV TH1,#0FFH SETB TR1 RET WAIT: MOV A,FLAG JB ACC.0,EVENTDISP JNB BUTTON1,EVENTMENU SJMP WAIT EVENTDISP: ANL FLAG,#0FEH ACALL DISPLAYTEMP

67

ACALL DISPLAYRPS SJMP WAIT EVENTMENU: ACALL PROCESSMENU SJMP WAIT PROCESSMENU: ANL FLAG,#0F7H ACALL WRITEBATAS ACALL WRITEBBWH ORL FLAG,#6 MOV DELAYMENU,#0 MOV DELAYBUTTON,#0 JUMP5: MOV A,FLAG JNB ACC.2,ENDPROCESS JB ACC.1,JUMP5 JNB BUTTON1,SELLECTMENU JNB BUTTON4,ENDPROCESS JNB BUTTON2,BUTTONUP JNB BUTTON3,BUTTONDOWN SJMP JUMP5 SELLECTMENU: ORL FLAG,#6 MOV DELAYMENU,#0 MOV DELAYBUTTON,#0 XRL FLAG,#8 ACALL WRITEBATAS ACALL WRITEBBWH SJMP JUMP5 BUTTONUP: ORL FLAG,#6 MOV DELAYBUTTON,#0 MOV DELAYMENU,#0 MOV A,FLAG JB ACC.3,JUMP16 INC BATAS ACALL WRITEBATAS SJMP JUMP5 JUMP16: INC BBAWAH ACALL WRITEBBWH SJMP JUMP5 BUTTONDOWN: ORL FLAG,#6 MOV DELAYBUTTON,#0 MOV DELAYMENU,#0 MOV A,FLAG JB ACC.3,JUMP11 DEC BATAS ACALL WRITEBATAS SJMP JUMP5 JUMP11: DEC BBAWAH ACALL WRITEBBWH SJMP JUMP5 ENDPROCESS: RET WRITEBATAS: MOV P0,#2 ACALL ENDCOMMANDLCD MOV A,FLAG JB ACC.3,JUMP9 MOV DPTR,#DATA3 JUMP15: MOV R1,#13 JUMP14: MOV A,#0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR INC DPTR DJNZ R1,JUMP14 MOV A,BATAS MOV B,#100 DIV AB ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV A,B

68

MOV B,#10 DIV AB ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV A,B ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR RET JUMP9: MOV DPTR,#DATA5 SJMP JUMP15 WRITEBBWH: MOV P0,#0C0H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV A,FLAG JB ACC.3,JUMP10 MOV DPTR,#DATA4 JUMP13: MOV R1,#13 JUMP12: MOV A,#0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR INC DPTR DJNZ R1,JUMP12 MOV A,BBAWAH MOV B,#100 DIV AB ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV A,B MOV B,#10 DIV AB ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV A,B ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR RET JUMP10: MOV DPTR,#DATA6 SJMP JUMP13 DISPLAYTEMP: MOV P0,#0C0H ACALL ENDCOMMANDLCD MOV DPTR,#DATA2 MOV R1,#7 JUMP17: MOV A,#0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR INC DPTR DJNZ R1,JUMP17 ACALL GETADDRESSTEMP ACALL GETNILAITEMP MOV R1,#6 JUMP18: MOV A,#0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR INC DPTR DJNZ R1,JUMP18 MOV P0,#20H ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV P0,#43H ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV P0,#20H

69

ACALL ENDCOMMANDCHAR ACALL COMPARETEMP RET DISPLAYRPS: MOV P0,#2 ACALL ENDCOMMANDLCD MOV DPTR,#DATA1 MOV R1,#7 JUMP30: MOV A,#0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR INC DPTR DJNZ R1,JUMP30 MOV A,RPS MOV B,#10 DIV AB ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV A,B ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV P0,#44 ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV A,#0FFH CLR C SUBB A,TL1 INC A MOV R1,A MOV A,#20 CLR C SUBB A,R1 MOV B,#10 MUL AB MOV B,#20 DIV AB ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV A,B MOV B,#10 MUL AB MOV B,#20 DIV AB ADD A,#30H MOV P0,A ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV P0,#20H ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV P0,#52H ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV P0,#50H ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV P0,#53H ACALL ENDCOMMANDCHAR MOV RPS,#0 CLR TR1 MOV TL1,#0ECH MOV TH1,#0FFH SETB TR1 RET GETADDRESSTEMP: MOV A,P2 CLR C SUBB A,#4 MOV B,#6 MUL AB MOV DPTR,#DAFTARTEMP

70

ADD A,DPL MOV DPL,A MOV A,B ADD A,DPH MOV DPH,A RET GETNILAITEMP: MOV TEMP,#0 MOV A,#0 MOVC A,@A+DPTR CJNE A,#20H,JUMP22 JUMP20: MOV A,#1 MOVC A,@A+DPTR CJNE A,#20H,JUMP19 JUMP21: MOV A,#2 MOVC A,@A+DPTR CLR C SUBB A,#30H ADD A,TEMP MOV TEMP,A RET JUMP22: CLR C SUBB A,#30H MOV B,#100 MUL AB MOV TEMP,A SJMP JUMP20 JUMP19: CLR C SUBB A,#30H MOV B,#10 MUL AB ADD A,TEMP MOV TEMP,A SJMP JUMP21 COMPARETEMP: MOV A,TEMP DEC A CLR C SUBB A,BBAWAH JC JUMP23 MOV A,TEMP INC A CLR C SUBB A,BATAS JC JUMP24 SETB KIPAS RET JUMP23: CLR KIPAS JUMP24: RET END

pengukuranputaranmotordantemperatusr

Documents

Transcript of pengukuranputaranmotordantemperatusr