KARYA ILMIAH TERAPAN
RANCANG BANGUN SENSOR SUHU PADA MOTOR BERBASIS ARDUINO UNO
Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
Program Pendidikan dan Pelatihan Pelaut Diploma III Elektro Pelayaran
BAYU ARGODIPTA ALAMSYAH NIT : 05 17 007 1 43
ELECTRO TECHNICAL OFFICER
POLITEKNIK PELAYARAN SURABAYA
BADAN PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA PERHUBUNGAN KEMENTRIAN PERHUBUNGAN
TAHUN 2020
i
KARYA ILMIAH TERAPAN
RANCANG BANGUN SENSOR SUHU PADA MOTOR BERBASIS ARDUINO UNO
Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
Program Pendidikan dan Pelatihan Pelaut Diploma III Elektro Pelayaran
BAYU ARGODIPTA ALAMSYAH NIT : 05.17.007.1.43
ELECTRO TECHNICAL OFFICER
POLITEKNIK PELAYARAN SURABAYA
BADAN PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA PERHUBUNGAN KEMENTRIAN PERHUBUNGAN
TAHUN 2020
ii
PERNYATAAN KEASLIAN
Yang bertandatangan di bawah ini :
Nama : Bayu Argodipta Alamsyah
NomorIndukTaruna : 05.17.007.1.43
Program Diklat : Electro Technical Officer (ETO) Menyatakan bahwa KIT yang saya tulis dengan judul :
RANCANG BANGUN SENSOR SUHU PADA MOTOR BERBASIS ARDUINO UNO
Merupakan karya asli seluruh ide yang ada dalam KIT tersebut, kecuali tema dan yang saya nyatakan sebagai kutipan, merupakan ide saya sendiri.
Jika pernyataan di atas terbukti tidak benar, maka saya sendiri menerima sanksi yang di tetapkan oleh Politeknik Pelayaran Surabaya.
Surabaya , 28 september 2020
Materai 6000
BAYU ARGODIPTA A.
iii
iv
KARYA ILMIAH TERAPAN
Judul :
Nama Taruna NIT
Program Diklat
Rancang Bangun Sensor Suhu pada Motor Berbasis Arduino Uno
: Bayu Argodipta Alamsyah : 05.17.007.1.43
: Electro Tecnical Officer
Dengan ini dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diseminarkan
Surabaya , 28 September 2020
Menyetujui :
Pembimbing I Pembimbing II
Dr.Hariyono, S.T., M.M.,M.T Penata Tk.1 (III/d)
NIP.19720716 200604 1 001
Ardhiana Puspitacandri, S.Psi, M.Psi.
Penata (III/c)
NIP.1980619 201503 2 001
Mengetahui : Ketua Jurusan Elektro
Anak Agung Istri Sri Wahyuni, S.Si.T, M.Sda.
Penata Tk.1 (III/d) NIP.19781217 200502 2 001
M e n g e t a h u i
RANCANG BANGUN SENSOR SUHU PADA MOTOR BERBASIS ARDUINO UNO
Disusun dan Diajukan Oleh : BAYU ARGODIPTA ALAMSYAH
05.17.007.1.43 Electro Technical Officer
Telah dipertahankan di depan Panitia Ujian Karya Ilmiah Terapan Politeknik Pelayaran Surabaya
Pada tanggal 30 September 2020 Menyetujui :
Penguji I
Dr. Eko Nugroho M.M.,M.Mar.E Pembina (IV/a)
NIP. 19711221 200212 1 001
Penguji II
Diana Alia S.T.,M.Eng Penata Muda Tk.1 (III/b) NIP. 19910606 201902 2 003
Penguji III
Ardhiana Puspitacandri, S.Psi,M.Psi Penata (III/c)
NIP. 19800619 201503 2 001
Ketua Jurusan Elektro
Anak Agung Istri Sri Wahyuni, S.SiT., M.Sda.
Penata Tk.I (III/d) NIP.19781217 200502 2 001
v
Dengan menyebut nama Allah Swt yang Maha Pengasih lagi Maha penyayang, saya panjatkan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah
melimpahkan rahmat, karunia, hidayah dan inayah-Nya. Atas pemberian-Nya saya dapat menyelesaikan proposal karya ilmiah terapan ini dengan judul “ Rancang Bangun Sensor Suhu pada Motor berbasis Arduino Uno”.
Karya ilmiah terapan ini saya susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat membantu memperlancar proses pembuatan. Oleh karena itu, saya ucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Capt. Heru Sutanto, M.Mar, selaku Direktur Politeknik Pelayaran Surabaya.
2. Ibu Anak Agung Istri Sri Wahyuni, S.Sit, M.Sda, selaku ketua jurusan elektro.
3. Bapak Hariyono , S.T., M.M.,M.T dan Ibu Ardhiana Puspitacandri, S.Psi., M.Psi, selaku dosen pembimbing.
4. Kedua orang tua saya yang selalu memberikan semangat dan do’a.
5. Teman teman taruna Politeknik Pelayaran Surabaya yang telah memberikan semangat dan masukan.
6. Serta pihak - pihak yang telah membantu dalam pengerjaan yang tidak bisa saya sebutkan namanya.
Saya sadar bahwa proposal karya ilmiah yang saya susun ini masih banyak kekurangan dan kesalahan, kritik dan saran yang membangun sangat saya harapkan dan semoga proposal karya ilmiah yang saya susun dapat bermanfaat.
Surabaya, 28 September 2020
Penulis
vi
ABSTRAK
Bayu Argodipta Alamsyah, Rancang Bangun Sensor Suhu pada Motor Berbasis Arduino Uno Karya Ilmiah Terapan, Politeknik Pelayaran Surabaya.
Dibimbing oleh Dr.Hariyono, S.T., M.M., M.T. dan Ardhiana Puspitacandri, S.Psi, M.Psi.
Motor listrik digunakan secara luas pada berbagai bidang indsutri pelayaran.
Suhu berlebih pada motor dapat menyebabkan terbakarnya motor yang membuat sistem diatas kapal tidak bisa bekerja secara optimal. Dalam Penelitian ini peneliti merancang dan membuat alat proteksi dari gangguan tidak seimbang dan suhu lebih dengan menggunakan mikrokontroler dan sensor. Sensor suhu digunakan sebagai data masukan ke mikrokontroler Arduino uno . Arduino uno akan bekerja bila persentase ketidakseimbangan suhu motor induksi melebihi melebihi batas yang telah di set. Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian pengembangan (research and development). Penelitian berfokus pada bagaimana kerja sensor suhu pada motor yang mengalami overheating. Pembuatan perancangan alat sistem proteksi ini dilakukan diworkshop kampus politeknik pelayaran surabaya dan penelitian dilakukan diworkshop electrical diatas kapal MV. Segara Mas pada saat melaksanakan praktek layar. Hasil penelitian menunjukan ketika sensor suhu LM35 membaca suhu telah melebihi nilai batas maksimum suhu 55℃ maka data akan ditampilkan melalui LCD dan diteruskan Arduino uno menuju relay untuk memutus arus pada rangkaian starting motor yang menyebabkan motor mati atau trip. Saran dari peneliti terkait penelitian ini untuk pelaksanaan penelitian dilapangan dengan motor yang menggunakan beban agar lebih dapat optimal.
Kata kunci :sensor suhu ,Arduino Uno
vii
Electric motors are widely used in various fields of the shipping industry. Excess temperature in the motor can cause the motor to burn which makes the system on board the ship unable to work optimally. In this study, researchers designed and made a protection device from unbalanced interference and over temperature using a microcontroller and sensors. The temperature sensor is used as input data to the Arduino uno microcontroller. The Arduino uno microcontroller will work when the percentage of induction motor temperature imbalance exceeds the set limit. The research method used is a research and development method. The research focuses on how the temperature sensor works on an overheated motor. The design of this protection system tool was carried out in the workshops of the Surabaya shipping polytechnic campus and the research was carried out in the electrical workshops on board the MV. Segara Mas at the time of carrying out the practice of sailing. The results show that when the LM35 temperature sensor reads the temperature has exceeded the maximum temperature limit value of 55 ℃, the data will be displayed on the LCD and the Arduino uno continues to the relay to cut off the current in the motor starting circuit which causes the motor to die or trip.
Suggestions from researchers carry out field research with motors that use loads to make it more optimal.
Bayu Argodipta Alamsyah, Building Construction of Temperature Sensors on Motors Arduino Based Uno of Applied Scientific Work, Surabaya Shipping Polytechnic. Supervised by Hariyono, S.T., M.M., M.T. and Ardhiana Puspitacandri, S.Psi, M.Psi.
Keywords:sensor temperature, Arduino
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
HALAMAN PERSEJUTUAN ... iv
HALAMAN PENGESAHAN ... v
KATA PENGANTAR ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Batasan Masalah... 3
D. Tujuan Penelitian ... 3
E. Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A Review Penelitian Sebelumnya ... 5
B Landasan teori ... 6
1. Sensor ... 6
a. Pengertian Sensor ... 6
b. Jenis Sensor ... 7
2. Sensor Suhu LM35 ... 7
a. Pengertian Sensor Suhu LM35 ... 7
b. Struktur Sensor Suhu LM35 ... 9
c. Karakteristik Sensor Suhu LM35 ... 10 ix
3. Motor AC ... 12
a. Jenis Motor AC ... 13
b. Bagian-Bagian Motor AC ... 14
c. Karakteristik Sistem ... 17
d. Beban Motor Listrik ... 17
4. Arduino Uno ... 19
a. Pengertian ... 19
1. Daya ... 20
2. Input dan Output ... 21
3. Piranti Komunikasi Arduino ... 22
4. Pemograman Arduino ... 22
b. LCD (Liquid Crystal Display) ... 23
c. Relai Modul 1 channnel ... 26
d. Kontaktor ... 27
C. Kerangka Penelitian ... 28
BAB III METODE PENELITIAN A. Metode Penelitian... 29
1. Tahap Penentuan ... 30
2. Tahap Perancangan ... 31
3. Pengembangan Desain ... 34
4. Evaluasi ... 39
B. Waktu Penelitian ... 39
x
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil penelitian... 40
1. Hasil uji ... 40
a. Uji komponen ... 40
1). Pengujian LCD ... 40
2).Pengujian Sensor Suhu LM35 ... 42
3). Pengujian Kontaktor ... 42
4). Pengujian Relay ... 42
b. Pengujian alat keseluruhan ... 43
2. Pengujian Alat Keseluruhan ... 43
B. Evaluasi ... 45
C. Pembahasan ... 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 49
B. Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA ... xiv
xi
Tabel 2.1 Fungsi Bagian LCD 2 x 16 Karakter ... 25
Tabel 3.1 Koneksi Pin LM35 pada Arduino Uno ... 34
Tabel 3.2 Koneksi Pin Relay pada Arduino Uno ... 35
Tabel 3.3 Koneksi Pin LCD pada Arduino Uno ... 36
Tabel 3.4 Tabel Waktu Pelaksanaan Penelitian ... 39
Tabel 4.1 Tabel Pengukuran Suhu ... 42
Tabel 4.2 Tabel Analisa Suhu Terhadap Relay ... 44
xii
DAFTAR GAMBAR
2.1 Sensor Suhu LM35 ... 8
2.2 Struktur Sensor Suhu LM35 ... 9
2.3 Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35 ... 9
2.4 Grafik Karakteristik Sensor Suhu LM35 ... 11
2.5 Motor AC ... 13
2.6 Stator atau Rangka Gandar ... 15
2.7 Board Arduino Uno ... 19
2.8 LCD 2x16 karakter ... 25
2.9 Relay Modul 1 Channel ... 27
2.10 Kontaktor ... 27
3.1 Rangkaian Sensor Suhu LM35 pada Arduino Uno ... 34
3.2 Rangkaian Relay pada Arduino Uno ... 35
3.3 Rangkaian LCD 2x16 pada Arduino Uno ... 36
4.1 Display LCD ... 42
4.2 Suhu Motor Normal ... 44
4.3 Suhu Motor Overheat ... 44
xiii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Motor listrik banyak berperan dalam perkembangan industri dan membawa pembaharuan di segala bidang. Bermacam-macam motor listrik yang telah dibuat dan dijalankan dengan menggunakan arus searah dan arus bolak-balik. Motor arus bolak-balik adalah motor yang banyak digunakan untuk bermacam-macam keperluan industri maritim maupun indsutri lain nya. Motor arus bolak-balik motor (AC) adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (listrik AC) menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik, tenaga mekanik tersebut berupa putaran dari pada motor.
Motor listrik digunakan secara luas pada berbagai industri pelayaran.
Motor jenis ini rentan terhadap terjadinya arus lebih. Gangguan arus lebih akan menyebabkan panas pada kumparan motor, sehingga dalam jangka waktu yang lama akan menurunkan kemampuan isolasi motor.
Potensi terjadinya gangguan karena menurunnya kekuatan isolasi motor akan meningkat dan dapat mengakibatkan kebakaran. Selain kebakaran, panas pada motor listrik dapat menyebabkan tidak optimalnya pompa pompa diatas kapal yang dibutuhkan untuk membantu pengoperasian kapal.
Kompas.com (18 juni 2018) peristiwa tenggelamnya Kapal Motor (KM) Sinar Bangun di perairan Danau Toba, Sumatera Utara di duga karena Kebocoran pada bodi kapal menyebabkan air masuk ke dalam
2
kapal. Adanya pompa air bisa meminimalisasi air yang masuk ke dalam kapal jika terjadi sesuatu yang tidak diinginkan. Pompa air harus berfungsi ketika air masuk ke kapal. Tidak berfungsinya pompa disebabkan oleh kondisi motor yang memiliki beban berlebih sehingga motor mengalami overheating dan motor tidak bisa menjalankan pompa air.
Untuk mengatasi masalah tersebut maka dibuat alat yang dapat mendeteksi serta mengamankan motor induksi dari gangguan temperatur tinggi yang dapat menyebabkan kebakaran dan tidak optimalnya pompa pompa diatas kapal. Pengaman motor induksi ini lebih mudah digunakan daripada pengaman yang ada dipasaran pengaman ini dilengkapi dengan display untuk mengetahui berapa temperatur pada motor tersebut.
Berdasarkan paparan di atas peneliti tertarik menganalisis kerja sensor suhu pada motor saat overheating berbasis arduino uno.
Pembuatan alat pengaman motor ini diharapkan motor dapat bebas dari gangguan temperatur yang tinggi.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, dapat peneliti tarik kesimpulan, agar lebih memudahkan dalam pembahasan bab-bab berikutnya maka penulis mengangkat masalah- masalah dari faktor internal maupun eksternal untuk dicari solusinya, adapun masalah-masalah yang peneliti angkat adalah :
1. Bagaimana kerja sensor suhu pada motor saat overheating berbasis Arduino uno?
2. Apa penyebab tidak bekerjanya sensor pada motor saat Overheating ? C. Batasan Masalah
Agar penelitian ini tidak menyimpang dan mengambang dari tujuan yang semula direncanakan sehingga mempermudah mendapatkan data dan informasi yang diperlukan, maka peneliti menetapkan yang digunakan batasan-batasan sebagai berikut :
1. Pembahasan hanya berfokus pada bagaimana cara kerja sensor suhu dan penyebab tidak bekerjanya sensor suhu pada motor saat overheating
2. Berfokus pada motor 3 phasa pada saat mengalami overheating Mengingat luasnya permasalahan yang timbul akibat tidak bekerjanya sensor sebagai pengontrol suatu sistem yang menyebabkan kerusakan dari sistem tersebut, peneliti menganggap perlunya mengambil batasan-batasan dengan maksud agar tidak terjadi penyimpangan pembahasan.
Dari sekian banyak permasalahan yang timbul mengenai sensor, maka peneliti menganalisis cara kerja sensor pada motor ketika mengalami Overheating dan di kontrol melalui mikrokontroller Arduino uno untuk memudahkan pengontrolan kestabilan suhu yang ada pada motor tersebut serta mengetahui penyebab tidak bekerjanya sensor pada motor saat terjadi overheating.
D. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui cara kerja sensor suhu pada motor yang mengalami overheating berbasis Arduino uno
4
2. Untuk menjelaskan penyebab tidak bekerjanya sensor suhu pada motor saat overheating berbasis Arduino uno.
E. Manfaaat Penelitian
1. Secara Teoretis
a. Penelitian ini diharapkan dapat memperkaya pustaka tentang sistem proteksi pada motor berbasis Arduino uno.
2. Secara Praktis
a. Bagi Peneliti untuk menambah pengetahuan tentang bagaimana cara mengaplikasikan mikrokontroller Arduino uno kedalam sistem proteksi motor.
b. Bagi Politeknik Pelayaran Surabaya untuk menambah pembendarahan perpustakaan dan menjadi sumber bacaan maupun referensi bagi semua pihak yang membutuhkan
c. Bagi peneliti lainnya sebagai acuan dan pedoman untuk melakukan penelitian yang berhubungan dengan mikrokontroler Arduino uno.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Review penelitian sebelumnya
Menurut Rahman (2017) dalam penelitiannya yang berjudul Rancang Bangun Sistem Proteksi Arus Lebih dan Temperatur Pada Motor Induksi 1 Fasa Berbasis Arduino Uno memaparkan motor induksi 1 fasa digunakan secara luas pada berbagai industri. Motor jenis ini rentan terhadap terjadinya arus lebih. Gangguan arus lebih akan menyebabkan panas pada kumparan motor sehingga dalam jangka waktu yang lama akan menurunkan kemampuan isolasi motor. Potensi terjadinya gangguan karena menurunnya kekuatan isolasi motor akan meningkat dan dapat mengakibatkan kebakaran. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu sistem peralatan proteksi untuk mengatasi kerusakan pada motor induksi 1 fasa saat bekerja.
Dari hasil pengujian alat proteksi arus lebih dan temperatur pada motor induksi 1 fasa. Sensor suhu DS18B20 digunakan untuk mendeteksi nilai temperatur. Pengujian terhadapap sensor suhu dilakukan pengukuran dalam kondisi ditempelkan pada bodi motor universal ac. Pada sensor suhu DS18B20 tidak mendeteksi temperatur yang lebih dari nilai yang disetting pada alat, maka dilakukan pengujian sensor suhu DS18B20 dengan memanaskan sensor suhu menggunakan panas dari korek api,sehingga terjadi trip ketika nilai suhu 80°C terbaca. Sensor yang digunakan dalam mendeteksi arus adalah sensor arus ACS712. Pada pengujian sensor arus
6
dilakukan pengukuran nilai arus pada motor universal ac yang dihubungkan secara seri sebelum dihubungkan keterminal motor ac. Pada saat nilai arus melebihi atau sama nilai arus yang setting yaitu 8,58 A maka terjadi trip dan nilai suhu melebihi atau sama nilai suhu yang disetting yaitu 80 °C maka terjadi trip, berdasarkan data hasil pengujian membuktikan bahwa alat berkerja dengan sesuai keinginan.
B. Landasan Teori
Landasan teori digunakan sebagai sumber teori yang dijadikan dasar dari pada penelitian. Seperangkat definisi, konsep, serta proposisi yang telah disusun dengan rapi serta sistematis tentang variabel-variabel dalam sebuah penelitian. Sumber tersebut memberikan kerangka atau dasar untuk memahami latar belakang dari timbulnya permasalahan secara sistematis.
Landasan teori juga penting untuk mendukung penelitian yang mengenai analisis kinerja dari sensor suhu pada motor saat overheating menggunakan mikrokontroller Arduino dan teori yang mendukung penelitian ini adalah sensor suhu, motor induksi, dan Arduino.
1. Sensor
a. Pengertian Sensor
Sensor Syam (2013) adalah elemen sistem yang secara efektif berhubungan dengan proses dimana suatu variabel sedang diukur dan menghasilkan suatu keluaran dalam bentuk tertentu tergantung pada variabel masukannya, dan dapat digunakan oleh bagian sistem pengukuran yang lain untuk mengenali nilai variabel tersebut. sebagai contoh adalah sensor termokopel yang memiliki masukan berupa
temperatur serta keluaran berupa gaya gerak listrik (GGL) yang kecil.
GGL yang kecil ini oleh bagian sistem pengukuran yang lain dapat diperkuat sehingga diperoleh pembacaan pada alat ukur.
b. Jenis Sensor
Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 3 jenis yaitu Sensor Biologi, Sensor Fisika , Sensor Kimia. Yang termasuk dalam sensor biologi yaitu pengukuran molekul dan biomolekul toxin, nutrient, pheromone sensor pengukuran tingkat glukosa, oxigen, dan osmolitas sensor pengukuran protein dan hormone . Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum- hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika antara lain Sensor cahaya, Sensor suara, Sensor suhu, Sensor gaya dan Sensor percepatan. Sedangkan Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia seperti Sensor PH, Sensor Gas, Sensor oksigen dan Sensor Ledakan. Dalam penelitian ini peneliti menggunakan sensor Suhu tipe LM35 untuk mendukung penelitian Analisis Sensor Suhu pada Motor Saat Overheating berbasis Arduino Uno.
2. Sensor suhu LM35
a. Pengertian sensor suhu LM3
Menurut Karim (2013) sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu
8
menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt, tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60μA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
Gambar 2.1 Sensor Suhu LM35
Sumber:https://captainlords.blogspot.com/2016/03/karakteristik- dan-bentuk-fisik-sensor.html
b. Struktur LM35
Gambar 2.2
Struktur Sensor Suhu LM35
Sumber:http://nandalutfia.blogspot.com/2014/06/sensor-suhu-lm- 35.html
Gambar di atas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt
sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut Karim (2013) :
Gambar 2.3
10
Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35
Sumber:http://memorialilmu.blogspot.com/2015/02/simulasi- program-automatic-fan_13.html
Gambar diatas kanan adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter. Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna.
c. Karakteristik sensor LM35
1). Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2). Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
3). Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. x Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
4). Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
5). Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
6). Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC
Gambar 2.4
Grafik Karakteristik Sensor Suhu LM35
Sumber:https://www.tneutron.net/mikro/karakteristik- sensor-lm35/
d. Prinsip Kerja Sensor LM35
Prinsip Kerja Sensor LM35 Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .
Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang
12
ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antena penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Maka dapat disimpulkan prinsip kerja sensor LM35 sebagai berikut:
1) Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu
2) suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik oleh rangkaian di dalam IC, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output.
3) Pada seri LM35 Tiap perubahan 1oC akan menghasilkan perubahan tegangan output sebesar 10mV.
e. Kelebihan dan Kekurangan Sensors LM35
Menurut Syam (2013) sensor LM35 ini memiliki kelebihan dan kekurangan.
Kelebihan:
1) Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150oC 2) Low self-heating, sebesar 0.08oC
3) Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V Kekurangan:
1) Membutuhkan sumber tegangan untuk beroperasi.
3. Motor AC
Motor AC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan tegangan AC (Alternating Current). Motor AC memiliki dua buah bagian
utama yaitu “stator” dan “rotor”. Stator merupakan komponen motor AC yang statis. Rotor merupakan komponen motor AC yang berputar. Motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekuensi variabel untuk mengendalikan kecepatan sekaligus menurunkan konsumsi dayanya.
Gambar 2.5 Motor AC
Sumber:http://web.ipb.ac.id/~tepfteta/elearning/media/Bahan%20Ajar
%20Motor%20dan%20Tenaga%20Pertanian/Motor%20Listrik.htm a. Jenis motor AC
Jenis Motor AC Motor listrik arus bolak-balik AC ini dapat dibedakan lagi berdasarkan sumber dayanya sebagai berikut Wibowo dkk (2013) :
1) Motor sinkron
Motor singkron AC adalah motor AC bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
2) Motor induksi
14
Motor induksi AC merupakan motor listrik AC yang bekerja berdasarkan induksi meda magnet antara rotor dan stator. Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama sebagai berikut :
a). Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
b) Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90%
memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri.
Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan hp.
b. Bagian-bagian Motor AC 1). Stator/Rangka gandar
Pada motor arus searah, gandar berfungsi sebagai bagian dari
rangkaian magnetik yang biasanya di buat dari besi tuang. Pada gandar terdapat seperangkat kutub-kutub medan yang dibuat dari inti laminasi baja pelat dan kumparan medan dipasngkan pada kutub-kutub medan tersebut. Sepatu kutub dibuat dari besi lapis yang cukup tipis (plat dinamo) yang dijadikan satu, dimasukkan kedalam kumparan magnitnya yang telah di bungkus isolasi yang memadai. Sepatu kutub ini dipasangkan pada rangka (yoke) yang sekaligus jadi badan mesin dengan dua buah baut. Bagian dalam badan motor arus searah (yoke) dibubut agar sepatu kutubnya mempunyai celah udara serapat mungkin (minimum) dan lingkaran dalam betul-betul bulat. Dalam rangka ini ditempatkan sejumlah pasang sepatu kutub. Pasangan kutub U dan S selalu berurutan seperti letak sepatu kutubnya dan ujung-ujung kawat kumparannya dihubungkan satu pada yang lain sehingga keluar hanya 2 ujung dan dipasang pada kotak klem dengan tanda huruf simbol F1 dan F2;
pada kotak/plat klem itu juga ditempatkan klem untuk kabel peralatan sikat yang berhubungan dengan jangkar (armature) atau rotor dan diberi huruf simbol A1 dan A2.
Gambar 2.6
Stator atau Rangka Gandar
16
Sumber:http://acmotorspeedpicture.blogspot.com/20 13/08/ac-motor-stator.html
2). Kumparan Medan
Kumparan medan juga dikenal dengan kumparam penguat untuk menghasilkan medan magnit pada kutub uama (main pole) . 3). Rotor atau Jangkar
Rotor motor arus searah dilengkapi dengan komutator dengan lamel-lamel sebagai terminal kumparan jangkar motor dan dipasangkan pada poros. Rotor atau jangkar dibuat dari plat-plat tipis baja campuran dalam bentuk tertentu. Alur-alur pada jangkar dibuat untuk meletakkan lilitan jangkar
4). Bantalan (Bearing)
Bantalan pada motor/dinamo berfungsi sebagai:
a) Memperlancar gerak putar poros
b) Mengurangi gesekan putaran dan perlu diberi pelumas c) Penstabil poros terhadap gaya horizontal dan gaya vertikal
poros motor.
5). Tutup (End Plate)Tutup rangka mesin
Pada setiap motor listrik atau generator mempunyai 2 (dua) buah tutup, masing-masing ditempatkan pada dua sisi rangka di ikat dengan baut. Kedua tutup tersebut befungsi sebagai:
a). Dudukan bantalan poros motor/dinamo
b). Titik senter antara rotor/poros dengan rumah stator c). Pelindung bagian dalam motor/dynamo
c. Karakteristik Sistem
System penggerak propeller AC umumnya diaplikasikan dikapal pada moderate to high power range. Motor AC dapat dibangun sampai 60000 Hp dan tidak ada batasan secara fisik berkaitan dengan tenaga penggerak maksimum yang dapat dipasang. Baik susunan system tenaga integrated maupun decicated dapat menggunakan propeller AC, tetapi umumnya dipilih integrated system khususnya untuk kapal penumpang.
Tidak ada batasan pada tipe penggerak utama yang dapat digunakan, tetapi medium speed diesel engine umumnya dipilih sebagai penggerak generator. Pembangkit yang dibutuhkan oleh hampir semua system yang besar menggunakan peralatan voltase medium pada main-switchboard.
Motor AC mempunyai losses yang rendah disbanding motor DC, oleh karena itu mempunyai effisiensi total transmisi yang lebih tinggi.
Total losses pada system transmisi listrik AC antara prime mover dan poros propeller berkisar antara 6-8%. Keuntungan lain dengan memilih motor AC adalah hilangnya maintenance yang berkaitan dengan DC motor commutator. Untuk membalik arah putar motor AC, urutan phase voltase yang dihasilkan oleh power conventer dibalik secara elektronik oleh pengatur conventer.
d. Beban motor listrik
Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan bebanmotor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok Bagia & I Made
18
(2018) :
1) Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasidengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi.
Contoh beban dengantorque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
2) Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengankecepatan operasi.
Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal danfan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan).
3) Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubahdan berbanding terbalik dengan kecepatan.
Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesin.
Karena sulit untuk mengkaji efisiensi motor pada kondisi operasi yang normal, beban motor dapat diukur sebagai indikator efisiensi motor.
Dengan meningkatnya beban, faktor daya dan efisinsi motor bertambah sampai nilai optimumnya pada sekitar beban penuh. Persamaan berikut digunakan untuk menentukan beban menurut Bagia & I Made (2018) :
Keterangan :
η = Efisiensi operasi motor dalam % HP = Nameplate untuk Hp
Beban = Daya yang keluar sebagai % laju daya Pi = Daya tiga fase dalam kW
Survei beban motor dilakukan untuk mengukur beban operasi berbagai motor di seluruh pabrik. Hasilnya digunakan untuk mengidentifikasi motor yang terlalu kecil. (mengakibatkan motor terbakar) atau terlalu besar (mengakibatkan ketidak efisiensian). US DOE (united state department of energy) merekomendasikan untuk melakukan survei beban motor yang beroperasi lebih dari 1000 jam per tahun.
4. Arduino uno
a. Pengertian
Arduino Rahman (2017) adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB
Gambar 2.7 Board Arduino Uno Sumber:http://belajar-dasar-
pemrograman.blogspot.com/2013/03/arduino-uno.html
1) Daya
20
Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply. Powernya dipilih secara otomatis. Power supply dapat menggunakan adaptor DC 21 atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada koneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadang kala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada board.
Rekomendasi tegangan adalah 7 volt sampai 12 volt. Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :
a) Vin
Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan power jack,aksesnya menggunakan pin ini.
b) 5V
Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V lainnya.
c) 3V3
Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di
board.Arus maximumnya adalah 50mA.
d) Pin Ground
Berfungsi sebagai jalur ground pada Arduino.
2) Input dan Output
Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode, digitalWrite, dan digitalRead. Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20-50 KOhms.
Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :
a) Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB FTDI ke TTL chip serial.
b) Interupt eksternal: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai
c) PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogWrite.
d) SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa Arduino.
e) LED: 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13.
Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.
22
3) Piranti Komunikasi Arduino
Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware 16U2 menggunakan USB driver standar COM dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan Arduino. RX dan TX LED di papan akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada setiap pin digital Uno itu.
4) Pemrograman Arduino
Arduino board merupakan perangkat yang berbasiskan mikrokontroler. Perangkat lunak (software) merupakan komponen yang membuat sebuah mikrokontroller dapat bekerja. Arduino board akan bekerja sesuai dengan perintah yang ada dalam perangkat lunak yang ditanamkan padanya. Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa
pemrograman arduino menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya. Karena menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya, bahasa pemrograman arduino memiliki banyak sekali kemiripan, walaupun beberapa hal telah berubah. Arduino Uno dapat diprogram menggunakan software Arduino IDE yang bersifat opensource.
b. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan suatu jenis penampil (display) yang menggunakan Liquid Crystal sebagai media refleksinya. LCD juga sering digunakan dalam perancangan alat yang menggunakan mikrokontroler. LCD dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Tergantung dengan perintah yang ditulis pada mikrokontroller. LCD (Liquid Crystal Display) adalah panel penampil yang dibuat dari bahan kristal cair. Kristal dengan sifat- sifat khusus yang menampilkan warna lengkap yang berasal dari efek pantulan/transmisi cahaya dengan panjang gelombang pada sudut lihat tertentu, merupakan salah satu rekayaan penting yang menunjang kebutuhan akan peralatan elektronik serba tipis dan ringan .
LCD sangat berbeda dengan display 7 segmen atau display dot matriks.Untukmenyalakan LCD diperlukan sinyal khusus (gelombang AC). Oleh karena itu, diperlukan sebuah IC driver yang khusus juga.
Pada LCD yang bisa menampilkan karakter (LCD karakter) dan LCD yang bisa menampilkan gambar (LCD grafik), diperlukan memori
24
untuk membangkitkan gambar CGROM atau Character Generator ROM) dan juga RAM untuk menyimpan data (teks atau gambar) yang sedang ditampilkan (DDRAM atau Display Data RAM).
Diperlukan pula pengendali (controller) untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler .
LCD karakter adalah LCD yang bisa menampilkan karakter ASCII dengan format dot matriks. LCD jenis ini bisa dibuat dengan berbagai ukuran, 1 sampai 4 baris, 16 sampai 40 karakter per baris dan dengan ukuran font 5x7 atau 5x10. LCD ini biasanya dirakit dengan sebuah PCB yang berisi pembangkit karakter dan IC pengendali serta driver-nya. Walaupun ukuran LCD berbeda-beda, tetapi IC pengendali yang digunakan biasanya sama sehingga protokol komunikasi dengan IC juga sama. Antarmuka yang digunakan sesuai dengan level digital TTL (Transistor-transistor logic) dengan lebar bus data yang bisa dipilih 4 bit atau 8 bit. Pada bus data 4 bit komunikasi akan 2 kali lebih lama karena data atau perintah akan dikirimkan 2 kali, tetapi karena mikrokontroler sangat cepat, hal ini tidak akan menjadi masalah.
Penggunaan bus data 4 bit akan menghemat pemakaian port mikrokontroler. Semua fungsi display diatur oleh instruksi- instruksi, sehingga modul LCD ini dapat dengan mudah dihubungkan dengan unit mikrokontroller.
Gambar 2.8 LCD 2x16 Karakter
Sumber:https://hqelektronika.hu/optoelektronika/kijelzok/l cd-kijelzo-modul/lcd-erm1602syg-6_5-0-lcd-modul-2x16-
character-57dotscursor-5-0v
Umumnya, sebuah LCD karakter akan mempunyai 14 pin untuk mengendalikannya. Pin-pin terdiri atas 2 pin catu daya (Vcc dan Vss), 1 pin untuk mengatur contrast LCD (Vee), 3 pin kendali (RS, R/W dan E), 8 pin data (DB0 - DB7). Pada LCD yang mempunyai back light, disediakan 2 pin untuk memberikan tegangan ke dioda back light (disimbolkan dengan A dan K).
Tabel 2.1 Fungsi Bagian LCD 2 x 16 Karakter
No Nama Fungsi Keterangan
1 Vss Catu daya (0 V atau GND)
2 Vcc Catu daya + 5 V
3 Vee Tegangan lcd
4 RS Register Select, untuk memilih mengirim perintah atau data (Input
“0” memilih register perintah “1” register dat
5 R/W Read/Write, Pin untuk pengendali baca atau tulis (Input)
“0” diulis “1” baca, dalam banyak aplikasi tidak ada proses pembacaan data dari LCD , sehingga R/W bisa langsung
dihubungkan ke GND
26
6 E Enable, untuk
mengaktifkan LCD untuk memulai operasi baca tulis
Pulsa: Rendah- Tinggi_Rendah
7 DB0-DB7 Bus data (Input/Output) Pada operasi 4 bit hanya DB4– DB7 yang digunakan,
yang lain
dihubungkan ke GND. DB7 dapat digunakan
sebagai bit status sibuk (busy flag) Sumber: Rahman (2017)
c. Relay Modul 1 Channel
Relay module 1 channel merupakan sebuah rangkaian modul relai dengan tegangan masukan 5Volt dan 1 channel keluaran yang memiliki dua buah kontak di dalamnya (1 NO dan 1 NC). Dapat digunakan sebagai saklar elektronik. Untuk mengendalikan perangkat listrik yang membutuhkan daya yang besar. Kompatibel dengan semua mikrokontroler (terutama Arduino, 8051, 8535, AVR, PIC, DSP, ARM, MSP430, TTL logic) maupun Raspberry Pi. Relay 1 Channel ini memerlukan arus minimal 15-20mA agar dapat mengendalikan.
Dengan relay high-current sehingga dapat menghubungkan perangkat dengan AC250Volt dan 10Amper.
Gambar 2.9 Relay Modul 1 Channel
Sumber: https://core-electronics.com.au/5v-single-channel-relay- module-10a.html
d. Kontaktor
Kontaktor digunakan untuk saklar pemutus dan penghubung motor induksi 3 fasa kesumber supply tegangan AC. Pada keadaan aman anak kontaktor NO (Normally open) berubah menjadi NC (Normally close) yang sebelumnya NO (Normally open). Pada keadaan trip anak kontaktor yang sudah menjadi NC (Normally close) berubah menjadi NO (Normally open) dan memutuskan supply tegangan AC kemotor induksi 3 fasa.
Gambar 2.10 Kontaktor
Sumber : http://kangdarji.blogspot.com/2014/03/mengenal-kontaktor- magnetik-magnetic.html
C. Kerangka penelitian
Kerangka berfikir adalah dasar pemikiran dari penelitian yang disintesiskan dari fakta-fakta, observasi dan telaah penelitian. Kerangka pikir memuat teori, dalil atau konsep-konsep yang akan dijadikan dasar dalam penelitian. Uraian dalam kerangka pikir ini menjelaskan antar
28
Analisis Kerja Sensor Suhu pada Motor saat Overheating Berbasis Arduino Uno
Pengujian alat
variabel. Untuk menggambarkan konsep kerangka berpikir karya tulis ilmiah ini akan disampaikan gambar yaitu sebagai berikut :
Kesimpulan
Faktor yang mempengaruhi
Tidak bekerjanya sensor
Bekerjanya sensor pada motor
Konstruksi modul arduino
Studi literatur
Pengambilan data
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Penelitian pada dasarnya untuk menunjukan kebenaran dan pemecahan masalah atas apa yang diteliti untuk mencapai tujuan tersebut, dilakukan suatu metode yang tepat dan relevan untuk tujuan yang diteliti.
Pengertian Metode Penelitian menurut Sugiyono (2009) adalah Metode penelitian diartikan sebagai cara ilmiah untuk mendapatkan data dengan tujuan dan kegunaan tertentu.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan metode penelitian pengembangan atau Research and Development (R&D).
Menurut Sugiyono (2009) metode penelitian Research and Development yang selanjutnya akan disingkat menjadi R&D adalah metode penelitian yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan menguji keefektifan produk tersebut. Menurut Borg and Gall dalam Sugiyono (2009) dalam pelaksanaan R&D ada 10 langkah sebagai berikut:
1. Penelitian dan Pengumpulan Informasi 2. Perencanaan
3. Pengembangan bentuk awal produk 4. Uji lapangan awal
5. Revisi produk
30
6. Uji lapangan utama 7. Revisi produk operasional 8. Uji lapangan operasional 9. Revisi produk akhir
10. Desiminasi dan Implementasi.
Adapun langkah langkah dalam metode penelitian Research and Development yang dikembangkan oleh University Consortium for Instructional Development and Technology (Harjanto, 2006). Model IDI (Instructional Development Institude) ini terdiri dari tiga tahapan besar:
1. Penentuan (define) 2. Pengembangan (develop) 3. Evaluasi (evaluate)
Dalam penelitian ini peneliti menggunakan langkah-langkah model IDI (Instructional Development Institude) untuk menyelesaikan penelitian ini. Adapun langkah-langkah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Tahap Penentuan
Dalam penelitian ini peneliti menentukan judul Analisis Kerja Sensor Suhu Pada Motor saat Overheating Berbasis Arduino Uno berdasarkan teori mengenai sensor. Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan
fisik atau kimia. Dengan didasari teori tersebut, sensor bisa digunakan sebagai pengaman pada suatu sistem. Seperti sensor suhu yang dapat mendeteksi perubahan suhu di lingkungan sekitar.
Adapun juga yang menjadikan dasar penentuan peneliti untuk meneliti sensor suhu adalah Kompas.com (18 juni 2018) sebuah peristiwa tenggelamnya Kapal Motor di Danau Toba , Sumatra Utara yang diduga karena matinya pompa air saat kapal mengalami kebocoran. Matinya pompa air disebabkan tidak berfungsinya motor karena mengalami Overheating.
Dari dasar teori dan masalah tersebut peneliti tertarik untuk membahas kerja sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi temperatur pada motor saat terjadi Overheating yang di sebabkan kelebihan beban guna mencegah tidak terjadinya sebuah kendala pada motor di atas kapal.
2. Tahap Perancangan
Menurut Bentley dan Whitten (2009) perancangan sistem adalah teknik pemecahan masalah dengan melengkapi komponen- komponen kecil menjadi kesatuan komponen sistem kembali ke sistem yang lengkap dan diharapkan dapat menghasilkan sistem yang lebih baik.
Langkah awal dalam merencanakan alat yang akan dibuat
32
adalah dengan merealisasikan berbagai macam perancangan ke dalam suatu sistem yang akan dibuat. Pembuatan alat haruslah memberikan perencanaan dan hasil yang sesuai dengan rencana rencana kerja yang telah dilakukan mulai dari perencanaan, pembuatan hingga realisasi terhadap alat tersebut.
Sebelum membuat suatu rangkaian dan sistem, terlebih dahulu direncanakan suatu blok diagram nantinya mempunyai suatu tujuan agar rangkaian yang direncanakan mengarah pada tujuan yang diinginkan. Sebelum merancang alat, untuk memudahkan dalam proses pengerjaannya peneliti harus membuat digram kerja dari keseluruhan sistem. Selain itu dengan membuat blok diagram kita dapat lebih mudah dalam menjelaskan sistem kerja perangkat yang dibuat. Untuk mempermudah memahami prinsip kerja dari “Analisis Kerja Sensor Suhu Pada Motor Saat Overheating Berbasis Arduino Uno”, maka di buat diagram blok sistem yang dapat dilihat pada diagram berikut :
a) Setpoint Suhu dan Waktu tunda trip
Menentukan besar variabel nilai yang dikehendaki untuk batas arus, suhu dan waktu tunda trip.
b) Unit kendali
Berfungsi sebagai penggendali utama dari sistem atau bisa disebut juga sebagai otak dari sistem proteksi temperatur yang menerima data sensor suhu LM35 dan mengirim data keLCD dan relay.
c) Sensor Suhu LM35
Sensor suhu berfungsi untuk mendeteksi suhu atau temperatur pada motor induksi.
d) LCD
Berfungsi untuk menampilkan karakter atau teks dari nilai suhu atau temperature yang terdeteksi dan nilai batasan temperatur.
34
e) Relay Module 1 Channel
Relay Module 1 Channel berfungsi sebagai saklar elektrik yaitu apabila sensor temperatur melebihi batas maksimum yang disetting, maka modul relay berubah menjadi NO (Normally Open).
f) Kontaktor
Kontaktor berungsi sebagai saklar pemutus dan penghubung pada motor induksi 3 fasa.
3. Pengembangan Desain (Develop Preliminary of Product) a) Perancangan perangkat keras
Gambar 3.1
Rangkaian sensor suhu LM35 pada Arduino Uno Sumber: http://eko-rudiawan.com/sensor-suhu-lm35-dengan-
arduino-dan-tampilan-lcd/
Tabel 3.1
Koneksi pin LM35 pada Arduino uno
Pin Sensor suhu LM35 Hubungan pin ke Arduino Uno
Dq 10 Digital
Gnd Gnd
Vdd Vcc Sumber : Rahman (2017)
Gambar 3.2
Rangkaian relay pada Arduino Uno
Sumber: http://www.boarduino.web.id/2015/08/kontrol-relay-dengan- arduino-dan.html
Tabel 3.2
Koneksi pin relay pada Arduino Uno Pin Relay
Modul 1 Channel
Hubungan pin kemikrokontroller Arduino Uno
In 11 digital In 11 digital
Vcc Vcc
Gnd Gnd
Sumber:Rahman (2017)
36
Gambar 3.3
Rangkaian LCD 2x16 pada Arduino Uno Sumber:https://inkubator-teknologi.com/cara-
menyambung-lcd-ke-arduino/
Tabel 3.3
Koneksi Pin LCD pada Arduino Uno Pin LCD Hubungan Ke Arduino Uno
Vcc Vcc
Gnd Gnd
RS Kaki no 2
E Kaki no 3
RW Gnd
Sumber : Rahman (2017) b) Perancangan perangkat lunak
Perancangan perangkat lunak atau software ditujukan khusus untuk memprogram sensor suhu LM35, LDC 2×16 dan Modul Relay Arduino.
1) Algoritma
Algoritma dari rancang alat sistem proteksi temperatur pada motor induksi 3 fasa adalah sebagai berikut:
a). LM35 mendeteksi temperatur pada bodi motor induksi 3 fasa.
b). LCD 2x16 memonitor nominal temperatur.
c). Modul relay NO (Normally open) apabila temperatur pada motor melebihi maksimal nilai setting pada program.
2) Script pada Arduino Uno /* Keterangan skema:
* Sambungkan LCD RS pin ke pin 12 Arduino
* Sambungkan LCD enable pin ke pin 11 Arduino
* Sambungkan LCD pins D4 s.d D7 ke pin 5 s.d 2 Arduino
* Sambungkan LCD +5 dan ground ke pin +5V dan ground Arduino
* Sambungkan LCD Vo pin ke potensiometer. Guna potensiometer ini adalah untuk mengatur kontras LCD
* Sambungkan IC LM35 bagian output (Kaki tengah) ke pin A0 (Analog input pin 0) Arduino
* Pin 13 arduino sebagai output, jika temp >=30 derajat Pin 13 logik 1 */
// Program demo LCD
38
// Gunakan library LCD
#include "LiquidCrystal.h";
// Inisialisasi LCD dan menentukan pin yang dipakai LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
// deklarasi variabel float tempC;
int tempPin = 0;
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);
// Serial.begin(9600);
// Set jumlah kolom dan baris LCD lcd.begin(16, 2);
// Tulis Temperatur di LCD lcd.print("Temperatur:");
}
void loop() {
// Set cursor ke kolom 0 dan baris 1
// Catatan: Baris dan kolom diawali dengan 0 lcd.setCursor(0, 1);
// baca data dari sensor
tempC = analogRead(tempPin);
// konversi analog ke suhu
tempC = (5.0 * tempC * 100.0)/1024.0;
// tampilkan ke LCD
lcd.print(tempC);
// Serial.println(tempC);
if(tempC>=30) //jika temperatur >=30 derajat digitalWrite(13,HIGH);
else digitalWrite(13,LOW);
delay(2000); // berhenti 2 detik untuk menunggu perubahan temperatur
} 4. Evaluasi
Peneliti akan mengujicobakan rancangan sensor suhu pada motor berbasis Arduino Uno diatas kapal selama kegiatan praktek laut. Dari hasil uji coba tersebut akan dilakukan evaluasi terhadap kinerja sensor suhu yang mendeteksi temperatur dari motor listrik yang ada di kamar mesin.
B. Waktu Penelitian
Table 3.4
Tabel waktu pelaksanaan penelitian
No Item Kegiatan Waktu
1 Penentuan Maret- Mei
2 Perancangan Hardware Juli - Agustus
3 Pengujian Alat Agustus- November
4 Evaluasi November-Maret
5 Kesimpulan Maret-Juli
DAFTAR PUSTAKA
Bagia , I Nyoman & Parsa, I Made. (2018). Motor MotorListrik (1). Kupang :CV Rasi Terbit.
Bentley , Lonnie D & Whitten , Jeffrey L.(2007). system analysis and design for the global enterprise.New York: McGraw-Hill Irwin, ISBN-10 0071107665.
http://digilib.unila.ac.id/14141/17/BAB%20II.pdf Diakses pada 30 Juni 2019 Pukul 13.05 WIB.
Karim ,syaiful. (2013). Sensor dan Aktuator . Jakarta: Kementerian Pendidikan &
Kebudayaan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik & Tenaga Kependidikan.
Rahman , Jumatur. (2017). Rancang Bangun Sistem Proteksi Arus Lebih dan Temperatur pada Motor Induksi 1 Fasa Berbasis Arduino Uno (Tugas Akhir). Padang(ID):
Politeknik Negri Padang Fakultas Teknik Elektro.
Santoso ,Hari .(2016). Panduan Praktis Arduino untuk Pemula. Trenggalek: Tidak di Terbitkan.
Sugiyono. (2014). Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta
Syam , Rafiuddin .(2013). Dasar Dasar Teknik Sensor. Makassar: Fakultas Teknik Universitas Hasanudin, ISBN 978-979-17225-7-5.
Teknisi ,Blog.(15 Februari 2019).Mengenal Jenis Jenis Sensor(Online).
https://www.blogteknisi.com/2019/02/mengenal-jenis-jenis-sensor.html, Diakses pada 15 Mei 2019 Pukul 10.34 WIB.
Wibowo , Prasetyo, Dkk. (2013). .Motor Penggerak Listrik(Makalah). Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2012-2013.
