Sistem Pengaturan Komputer 1 Laporan Project Akhir Semester 5 POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA...

Sistem Pengaturan Komputer 1

Laporan Project Akhir Semester 5

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA (PENS)

Desain Perancangan dan Algoritma

Simulasi Sistem Kontrol pada Proses

Pembakaran Keramik Dekorasi

M. Yogi Ardiansyah, Shinta Orisandy, Fitria Dwi Indah Kusuma, Derry Pratama, M. Iqbal Arifhan

7611040031, 7611040034, 7611040039, 7611040041, 7611040052

3 D4 Teknik Komputer B

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS)

Kampus PENS, Jalan Raya ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia

Abstrak – Paper ini berisi tentang

desain perancangan dan algoritma

simulasi sistem kontrol pada proses

pembakaran keramik dekorasi.

Desain perancangannya meliputi

desain hardware, desain software,

desain mekanik, dan desain sensor.

Desain mekanik yang digunakan

berupa motor servo yang digunakan

untuk menggerakkan belt yang

selanjutnya berfungsi untuk

mengontrol tuas kompor untuk

mengatur nyala api pada kompor

yang digunakan untuk proses

pembakaran. Desain hardware yang

digunakan berupa minimum system

ATMega 128 yang merupakan

komponen utama dalam proyek ini

yang bertugas untuk mengolah data

yang diterima oleh sensor suhu LM35

yang selanjutnya data tersebut akan

digunakan untuk menggerakkan

motor servo. Sedangkan desain

software menggunakan CodeVision

AVR untuk memprogram minimum

system ATMega 128 agar dapat

digunakan untuk melakukan kontrol

terhadap motor servo. Desain yang

terakhir yaitu desain sensor suhu LM

35 yang selanjutnya digunakan untuk

mengetahui suhu air selama proses

pembakaran berlangsung yang

selanjutnya akan ditampilkan pada

sebuah display LCD, dimana air

tersebut berfungsi untuk

mensimulasikan proses pembakaran

keramik.

I. PENDAHULUAN

eramik merupakan salah satu

bahan yang paling dibutuhkan

dalam pembangunan rumah saat

ini. Permintaan konsumen terhadap

kebutuhan akan keramik menjadi

semakin meningkat terutama keramik

dekorasi. Sedangkan seperti yang

diketahui bahwa proses pembuatan

keramik itu sendiri tidak mudah serta

memerlukan tingkat ketelitian yang

tinggi sehingga memakan waktu yang

lama. Proses pembuatan keramik itu

sendiri perlu melalui proses

pembakaran dengan suhu yang sangat

tinggi agar diperoleh hasil yang

maksimal. Proses pembakaran keramik

untuk setiap jenis keramik itu sendiri

membutuhkan suhu yang berbeda-beda,

dan jika suhu yang digunakan pada

proses pembakaran keramik tersebut

K




tidak sesuai dalam artian suhunya tidak

stabil atau naik turun, maka keramik

yang dihasilkan akan menjadi suatu

produk gagal yang tidak akan laku jika

dijual di pasaran sehingga pengusaha

keramik akan merugi jika hal tersebut

sering terjadi.

Berdasarkan penjelasan tersebut,

diketahui bahwa suhu merupakan salah

satu variabel penting dalam proses

pembuatan keramik yang menjadi kunci

utama hasil dari keramik yang di

produksi. Oleh karena itu, dirasa perlu

adanya simulasi untuk melakukan

kontrol terhadap suhu pembakaran

keramik dekorasi agar suhu pada saat

pembakaran keramik tersebut dapat

stabil atau tidak naik turun sehingga

dapat menghasilkan keramik yang bagus

dan mengurangi tingkat kemungkinan

kegagalan produksi yang dapat

menyebabkan kerugian bagi pengusaha

keramik.

II. DESAIN PERANCANGAN

Desain perancangan untuk project

simulasi proses pembakaran keramik

dekorasi ini terdiri dari desain hardware,

desain software, desain mekanik dan

desain sensor.

a. Desain Hardware

Desain hardware yang digunakan

untuk kelengkapan project ini berupa

minimum system yang memiliki desain

skematik seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 1. Untuk lebih jelasnya, desain

minimum system yang dibuat

ditunjukkan pada Gambar 2. Minimum

system yang dibuat sudah termasuk di

dalamnya yaitu mikrokontroller ATMega

128.

Gambar 1. Skematik Minimum System ATMega

128

Gambar 2. Skematik Minimum System ATMega

128

Minimum system ini merupakan

komponen utama dalam pembuatan

project ini, yang bertugas untuk

mengolah data yang diterima dari sensor

suhu LM35 yang selanjutnya

mengirimkan perintah ke motor servo


terhubung ke tuas kompor untuk




melakukan kontrol terhadap nyala api

kompor pada saat pembakaran

berlangsung.

Selain desain skematik minimum

system, juga terdapat desain skematik

board minimum system yang ditunjukkan

pada Gambar 3.

Gambar 3. Board Minimum System ATMega 128

Berdasarkan skematik minimum

system dan board minimum system yang

telah dibuat, maka pada Gambar 4

berikut menunjukkan desain hardware

minimum system yang telah dibuat.

Gambar 4. Desain hardware minimum system

b. Desain Mekanik

Desain mekanik yang digunakan

pada project ini terdiri dari motor servo

yang digunakan untuk menggerakkan

belt yang terhubung ke tuas kompor

untuk melakukan kontrol terhadap nyala

api kompor selama proses pembakaran

berlangsung. Motor servo mengontrol

nyala api melalui belt yang terhubung ke

tuas pada kompor yang digunakan sesuai

dengan suhu yang telah diatur

sebelumnya sehingga suhu pembakaran

tidak naik turun. Untuk lebih jelasnya

desain mekanik yang dibuat ditunjukkan

pada Gambar 5.

Gambar 5. Desain Mekanik Proyek

Bentuk nyata dari desain mekanik

proyek yang ditunjukkan pada Gambar 5,

di implementasikan ke dalam alat yang

memiliki perancangan mekanik seperti

yang ditunjukkan pada gambar 6.

Gambar 6. Implementasi Desain Mekanik pada

Alat




c. Desain Software

Software yang digunakan dalam

pembuatan project ini adalah CodeVision

AVR yang berguna agar seluruh desain

yang telah dibuat dapat di operasikan

dengan baik.

Program yang dibuat digunakan

untuk memprogram minimum system

yang merupakan komponen utama

dalam project ini. Dengan menggunakan

program yang telah dibuat, pembacaan

data oleh sensor suhu LM35 dapat

diterima dengan baik oleh minimum

system dan dapat ditampilkan pada

display LCD. Dari data yang diterima

tersebut, jika suhu yang terbaca oleh

sensor suhu LM35 telah melebihi batas

suhu maksimal, maka minimum system

akan memerintahkan motor servo untuk

menggerakkan belt yang terhubung

dengan tuas kompor agar dapat

menyesuaikan nyala api kompor sesuai

dengan suhu yang telah ditentukan.

d. Desain Sensor

Sensor yang digunakan dalam

pembuatan project ini adalah sensor

suhu yaitu LM35. Sensor suhu LM35 ini

berperan untuk membaca suhu air yang

dipanaskan agar suhu air yang

dipanaskan tersebut dapat terkontrol

dan dikendalikan oleh minimum system.

Gambar 7 berikut menunjukkan desain

sensor suhu LM35.

Gambar 7. Desain Sensor Suhu LM35

III. ALGORITMA GERAK MOTOR UNTUK

MENSTABILKAN NYALA API

Untuk menstabilkan nyala api

kompor, digunakan motor servo yang

digunakan untuk menggerakan belt yang

dikaitkan ke tuas kompor. Cara kerja

tuas kompor adalah naik dan turun

untuk membesarkan dan mengecilkan

api kompor. Suhu air maksimal diatur

sebesar 50 derajat Celcius. Apabila suhu

air mencapai diatas suhu maksimal,

maka motor servo diatur untuk

menggerakkan belt yang terhubung ke

tuas kompor untuk mengecilkan nyala

api. Sebaliknya, apabila suhu air kurang

dari batas suhu maksimal, maka motor

servo akan diatur untuk menggerakkan

belt yang terhubung ke tuas kompor

untuk membesarkan nyala api.

Pembacaan suhu diatur

menggunakan sensor suhu. Sensor suhu

adalah alat yang digunakan untuk

merubah besaran panas menjadi

besaran listrik yang dapat dengan

mudah dianalisis besarnya.

Sensor termal berupa IC

LM35 adalah komponen elektronika

yang memiliki fungsi untuk mengubah

besaran suhu menjadi besaran listrik

dalam bentuk tegangan. IC LM35 adalah

sebagai sensor suhu yang terkemas

dalam bentuk Integrated Circuit. Sensor

ini mempunyai koefisien sebesar 10

mV/°C yang berarti bahwa setiap

kenaikan suhu 1°C maka akan terjadi

kenaikan tegangan sebesar 10 mV. LM35

tidak memerlukan pengkalibrasian atau

penyetilan dari luar karena ketelitiannya

sampai lebih kurang seperempat derajat

celcius. Pada komponen ini mempunyai

jangkauan (range) pengukuran suhu

Sensor suhu LM35




yang cukup besar, dari suhu –55°C

sampai 150°C, serta tingkat ketelitian

pengukuran cukup tinggi. Setiap

perubahan suhu 1°C tegangan keluaran

berubah sebesar 0,01 volt (10 mV).

Komponen ini bekerja pada arus 450 mA

sampai 5 mA serta mempunyai

impedansi masukan kurang dari 1W.

Berikut ini merupakan flowchart

cara kerja sistem yang ditunjukkan pada

gambar 8.

Gambar 8. Flowchart Cara Kerja Sistem

Berdasarkan Gambar 8, terlihat

bahwa input yang digunakan adalah air

yang selanjutnya dipanaskan. Mulanya,

api kompor dinyalakan terlebih dahulu

dengan posisi tuas berada di tengah-

tengah. Selanjutnya, sensor suhu LM35

akan membaca kenaikan suhu pada air

selama di panaskan. Jika suhu tidak

stabil, motor servo akan menstabilkan

kondisi nyala api kompor dengan cara

menaikkan atau menurunkan tuas

kompor dengan melihat kondisi suhu air.

Sebaliknya, jika suhu air stabil, maka

motor servo tidak akan digerakkan.

Output akhir yang diharapkan adalah

suhu air yang dipanaskan dapat menjadi

stabil.

Untuk lebih memperjelas

penjelasan flowchart pada Gambar 8,

berikut juga terdapat diagram alir yang

ditunjukkan pada Gambar 9.

Gambar 9. Diagram Alir Cara Kerja Sistem

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

a. Pengujian Nyala Api Kompor

Kompor yang digunakan pada

pembuatan proyek ini adalah kompor

tradisional yang menggunakan bahan

bakar minyak tanah. Untuk menyalakan

api kompor, sumbu kompor harus diatur

secara presisi pada bagian atas dan

bawah lingkar sumbu yang pada bagian

dasar kompor, diberi minyak tanah. Pada

bagian atas sumbu, diberi api untuk

menyalakan kompor tersebut. Gambar

10 menunjukkan kompor tradisional

Kompor menyala dan air mulai dipanaskan

Sensor suhu LM35 membaca suhu air

Data hasil pembacaan sensor ditampilkan pada LCD dan diolah pada minimum system

Minimum system mengirimkan perintah pada motor servo untuk menggerakkan belt

Belt mengatur tuas kompor hingga suhu air menunjukkan 50 derajat celcius

START

Api Kompor Menyala

LM 35 mendeteksi suhu air

Motor servo menggerakkan belt untuk menstabilkan kondisi nyala api kompor

Suhu air stabil

END

Jika suhu

tidak stabil

Jika suhu

stabil




yang digunakan dan Gambar 11

menunjukkan nyala api kompor.

Gambar 10. Kompor Tradisional yang digunakan

Gambar 11. Nyala Api pada Kompor Tradisional

yang digunakan

b. Pengujian Pergerakan Motor Servo

Motor servo yang digunakan

adalah motor servo paralax yang

digunakan untuk mengontrol nyala api

kompor melalui belt yang terhubung ke

tuas kompor. Motor servo tersebut

dihubungkan dengan minimum system

yang mengontrol pembacaan sensor

suhu LM35. Gambar 12 menunjukkan

motor servo paralax yang digunakan.

Gambar 12. Motor Servo dan Belt

c. Pengujian Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 digunakan

untuk mendeteksi suhu air yang

dipanaskan menggunakan kompor

tradisional. Sensor suhu LM35 memiliki

3 kaki yang terdiri dari VCC, ground dan

data. Pembacaan sensor suhu LM35 ini

ditampilkan melalui LCD yang

berukuran 2x16.

d. Pengujian Keseluruhan Sistem

Pengujian keseluruhan sistem

dalam proyek ini menunjukkan

bagaimana cara motor servo

menstabilkan nyala api melalui

pembacaan sensor suhu LM35. Air yang

dipanaskan sebanyak 600 ml pada

sebuah panci yang memiliki diameter 18

cm. Pada bagian tutup panci, diberi

lubang sebagai tempat untuk

menggantung sensor suhu LM35. Tuas

kompor mula-mula di atur pada posisi

tengah, selanjutnya ketika suhu

mencapai suhu maksimal sebesar 50

derajat celcius, maka motor servo diatur


terhubung ke tuas kompor untuk

mengecilkan nyala api. Sebaliknya,

apabila suhu air kurang dari batas suhu

maksimal sebesar 50 derajat, maka

motor servo akan diatur untuk

Belt Motor Servo




menggerakkan belt yang terhubung ke

tuas kompor untuk membesarkan nyala

api. Gambar 13 menunjukkan

perancangan dari keseluruhan sistem.

Gambar 13. Perancangan Keseluruhan Sistem

V. KESIMPULAN

Project ini merupakan project

akhir semester pada mata kuliah Sistem

Pengaturan Komputer yang mengambil

tema tentang simulasi sistem kontrol

pada proses pembakaran keramik

dekorasi. Alat yang dibuat ini bertujuan

untuk memberikan kemudahan dalam

melakukan kontrol terhadap

pembakaran keramik. Pada project ini,

pembakaran keramik di simulasikan

dengan air yang dipanaskan dengan

batas suhu maksimal sebesar 50 derajat

celcius. Untuk mengontrol suhu air yang

dipanaskan tersebut, digunakan motor

servo yang dihubungkan ke belt yang

digunakan untuk mengatur tuas kompor

agar nyala api dapat disesuaikan dengan

suhu yang telah di setting sebelumnya.

Untuk mengetahui suhu selama

pembakaran berlangsung digunakan

sensor suhu LM35 yang mana hasil dari

pembacaan sensor suhu tersebut akan

ditampilkan pada sebuah display LCD.

Alat yang dibuat ini telah cukup bisa

mewakili simulasi sistem kontrol pada

pembakaran keramik dekorasi, sehingga

suhu pembakaran tidak perlu diatur

secara manual, dan dapat mengurangi

tingkat kegagalan produksi yang di

akibatkan oleh ketidakstabilan suhu

selama proses pembakaran berlangsung.

DAFTAR PUSTAKA

[1] http://shotamedia.com/2008/12/

sensor-suhu-lm35/

[2] Adnan Rachmat Anom Besari, Dwi

Kurnia Basuki, Gigih Prabowo,

Reza Hilman Milzam, Nuril Esti

Khomariah, Dewi Rahma Wati, Tri

Suliswanto. ”Desain Perancangan

dan Algoritma Robot Tari

Humanoid ERISA versi 1.0”.

Poiteknik Elektronika Negeri

Surabaya. 2013




LAMPIRAN

#include <mega128.h>

#include <alcd.h>

#include <delay.h>

// Declare your global variables here

void lcd_us4(unsigned short xx){

lcd_putchar((xx%10000)/1000 + 0x30);

lcd_putchar((xx%1000)/100 + 0x30);

lcd_putchar((xx%100)/10 + 0x30);

lcd_putchar(xx%10 + 0x30);

}


lcd_putchar((xx%1000)/100 + 0x30);



}




}

void ServoKanan(unsigned char step)

{ unsigned char i=0;

for(i=0;i<step;i++)

{

PORTD.3=1;

delay_us(1700);

PORTD.3=0;

delay_ms(20);

}

}

void ServoKiri(unsigned char step)


for(i=0;i<step;i++)

{

PORTD.3=1;

delay_us(1300);

PORTD.3=0;

delay_ms(20);

}

}

void ServoTengah(unsigned char step)


for(i=0;i<step;i++)

{

PORTD.3=1;

delay_us(1500);

PORTD.3=0;

delay_ms(20);

}

}

#define ADC_VREF_TYPE 0x00

// Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

{

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

delay_us(10);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

}

void lcd_us(unsigned short xx){




// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

}

void lcd_us(unsigned short xx){

lcd_putchar((xx%10000)/1000 + 0x30);

lcd_putchar((xx%1000)/100 + 0x30);



}

float suhu;

float ceksyuhu(char sampling)

{ char i=0;

float syuhu;

for(i=0;i<sampling;i++)

{

syuhu+=read_adc(0)/sampling;

//syuhu/=sampling;

}

syuhu=((syuhu*5.0)/1024)/0.01;

return syuhu;

}

char xstring[100];

unsigned char lcd;

unsigned int counter,Posisi;

#include <stdio.h>

#define Toleransi 5

void PID(){

static short int LastError, Rate;

float Error, Steer;

static char kP=1,kD=0;

Error=55-suhu;

Rate = Error - LastError;

LastError = Error;

Steer = ((Error*kP) + (Rate*kD));

//Maju(Ki,Ka);

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts("");

sprintf(xstring,"%.2f %.2f",Error,Steer);

lcd_puts(xstring);

if(Steer<-Toleransi&&Posisi>0)

{//lcd_puts(" T"); //Turun

Posisi--;ServoKanan(3);

}

else if(Steer>Toleransi&&Posisi<12)

{//lcd_puts(" A"); //Naik

Posisi++;ServoKiri(5);

}

else

{//lcd_puts(" D"); //Diam

}

lcd_gotoxy(14,0);

lcd_us2(Posisi);

}

void main(void)

{

{

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization




lcd_us2(Posisi);

}

void main(void)

{

{

lcd_init(16);

}

while (1)

{

// Place your code here

counter=0;Posisi=0;

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(" Kompor Mledhug ");

lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(" Wuwuwuwuwu.. ");

delay_ms(550);

for(lcd=0;lcd<=15;lcd++)

{ lcd_gotoxy(lcd,0);

lcd_putchar(' ');

lcd_gotoxy(lcd,1);

lcd_putchar(' ');

lcd_gotoxy(15-lcd,0);

lcd_putchar(' ');

lcd_gotoxy(15-lcd,1);

lcd_putchar(' ');

delay_ms(150);

}

lcd_clear();

DDRE=0xFF;

DDRD=0xFF;

//1.5 tengah

//1.3 kanan

//1.7 kiri

while(1)

{

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts("Suhu:");

suhu=((read_adc(7)*5.0)/1024)/0.01;

sprintf(xstring,"%.2f",suhu);

lcd_puts(xstring) ;

//ServoTengah(1);

if(counter==2000)

{ PID();

counter=0;

}

//ServoKiri();

//ServoKanan(3);

//PORTE.3=0;

//delay_ms(1000);

counter++;

}

}

}

Sistem Pengaturan Komputer 1 Laporan Project Akhir Semester 5 POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA...

Documents

Transcript of Sistem Pengaturan Komputer 1 Laporan Project Akhir Semester 5 POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA...