RANCANG BANGUN PROTEKSI MESIN MOBIL TERHADAP PANAS (OVER HEATING) DAN PERINGATAN TERHADAP PERUBAHAN TEGANGAN UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN AKI

(1)

ABSTRAK

RANCANG BANGUN PROTEKSI MESIN MOBIL TERHADAP PANAS (OVER HEATING) DAN PERINGATAN TERHADAP PERUBAHAN

TEGANGAN UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN AKI

Oleh Moh Cahyonyo

Detektor suhu dan tegangan pada sebuah mobil adalah hal yang wajib ada pada setiap mobil. Pada mobil-mobil lama (tahun pembuatan 2000 ke bawah) indikator tersebut hanya berupa jarum penunjuk dengan skala. Kekurangan penggunaan meter analog ini adalah kebanyakan pengendara kurang memperhatikan meter analog ini, kebanyakan baru menyadari setelah terjadi kejanggalan pada kondisi mesin. Apabila mobil mengalami suhu berlebih dan tidak ditangani secara cepat dapat menimbulkan over heating.

Alat ini dapat membaca nilai suhu menggunakan sensor suhu LM35 dan mampu menjaga mesin selalu berada pada suhu optimalnya. Pada sistem ini dipasang pula sensor tegangan untuk membaca nilai tegangan baterai. Besarnya nilai suhu dan tegangan ditampilkan pada LCD 2x16.

Sensor tegangan digunakan untuk membaca besaran nilai tegangan pada aki mobil. Sistem akan memberikan peringatan berupa suara buzzer ketika pembacaan nilai tegangan berada dibawah 11 volt dan berada diatas 14.5 volt. Sensor LM35 berfungsi melakukan pembacaan suhu pada cairan pendingin. Ketika suhu masih berada dibawah 870_{C maka sistem belum akan mengkatifkan kipas. Ketika suhu} mencapai 870_{C, maka ada respon dari mikrokontroler untuk mengaktifkan relay} sehingga mengaktifkan kipas tambahan (extra fan). Jika dengan hidupnya kipas tambahan belum mampu menurunkan suhu mesin dan suhu mesin terus menerus naik, maka pada suhu 900_{C akan terdapat peringatan bunyi dari}_{buzzer yang} mengindikasikan bahwa kendaraan berada dalam suhu panas yang tidak normal. Dan ketika suhu masih terus naik dan mencapai suhu 1000_{C, maka sistem akan} mematikan mesin secara paksa karena pada suhu mesin yang mencapai suhu over heating akan menyebabkan biaya perbaikan yang jauh lebih besar.

(2)

ABSTRACT

DESIGN ENGINE CAR PROTECTION AGAINST OVER HEATING AND WARNING AGAINST VOLTAGE CHANGES TO PREVENT BATTERY

DAMAGE

By Moh Cahyonyo

Temperature and voltage detector in a car is a must exist in every car. In the old cars (year of manufacture under 2000) indicators are just a pointer with a scale. Disadvantages use analog meter is mostly driver pay less attention to this, most realize after the irregularities on the condition of the engine. If the car had an excess temperature and not treated quickly can lead to over heating.

This tool can read the value of temperature using LM35 temperature sensor and is able to keep the engine always at the optimum temperature. In this system also installed a voltage sensor to read the battery voltage value. temperature and voltage value displayed on the LCD 2x16.

Voltage sensors are used to read the value of the voltage of the car battery. The system will give a warning buzzer sounds when the reading value of the voltage is below 11 volts and is above 14.5 volts. LM35 sensor functions do temperature readings on coolant. When the temperature is below the 870_{C then the system will} not activate the fan. When the temperature reaches 870_{C, then there is a response} from the microcontroller to activate a relay that activates an extra fan. If the extra fan has not been able to lower the engine temperature and the engine temperature continue to rise up, then at a temperature of 900C there will be a warning sound of the buzzer which indicates that the vehicle is in an abnormal heat. And when the temperature continues to rise and reaches temperatures of 1000 C, the system will shut off the engine forcibly because the engine temperature reaches a temperature of over heating will cause the cost of repair is much greater.

(3)

\

RANCANG BANGUN PROTEKSI MESIN MOBIL TERHADAP

PANAS (OVER HEATING) DAN PERINGATAN TERHADAP

PERUBAHAN TEGANGAN UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN

AKI

Oleh

MOH CAHYONYO

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

(4)

(5)

(6)

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 1

September 1991, sebagai anak pertama dari tiga

bersaudara, dari Bapak Sigit Rusharminta (alm) dan Ibu

Muji Slamet. Pendidikan di Sekolah Dasar di SDN 2

Rajabasa diselesaikan pada tahun 2003, Sekolah

Lanjutan Tingkat Pertama di SLTPN 22 Bandarlampung

diselesaikan pada tahun 2006, dan Sekolah Menengah Kejuruan di SMK 2 Mei

Bandarlampung dengan mengambil jurusan Teknik Mekanik Otomotif

diselesaikan pada tahun 2009.

Pada tahun 2009, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional

Masuk Perguruan Tinggi Negeri). Pada semester 5 penulis memilih Konsentrasi

Sistem Isyarat Elektronika sebagai fokus dalam perkuliahan dan penelitian.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di lembaga kemahasiswaan Himatro

(Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro) sebagai anggota Divisi Penelitian dan

Pengembangan tahun 2009-2010. Kemudian di tahun 2010-2011 penulis menjabat

sebagai Kepala Divisi Penelitian dan Pengembangan di Himatro. Selain itu

penulis juga merupakan asisten praktikum teknik digital. Pada tahun 2013 penulis

(8)

pengalaman di dunia kerja sesungguhnya. Selama Kerja Praktik penulis banyak

belajar di dunia Advertising terutama bidang kendali elektronik.

Penulis tergabung juga dalam tim URO (Unila Robotika dan Otomasi) dan telah

mengikuti berbagai macam perlombaan tingkat nasional. Diantaranya Kontes

Robot Cerdas Indonesia 2010, 2012 divisi berkaki serta tergabung dalam tim

(9)

“Bersyukurlah Untuk Setiap

Tantangan…Karena Itu Akan Membangun

Kekuatan Dan Karaktermu”

Jangan letakkan keinginan

besarmu diatas keberanianmu

yang kecil

(10)

Kupersembahkan Karya Kecil dan Sederhana Ini Untuk

Ayah Dan Ibuku Tercinta ;

Sigit Rusharminta (Alm)

&

Muji Slamet

atas ketulusan, kasih sayang, doa dan semua pemberian

yang tiada henti...

Tak lupa untuk adik-adikku tersayang ;

Agus Priyono & Tri Harjoko

(11)

SANWACANA

Puji syukur kehadirat ALLAH SWT, Karena berkat rahmat dan hidayah-NYA

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi dengan judul “Rancang Bangun Proteksi Mesin Mobil Terhadap

Panas (Over Heating) Dan Peringatan Terhadap Perubahan Tegangan Untuk Mencegah Kerusakan Aki” merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Lampung. Penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran yang bersifat

membangun bila terdapat kekurangan dalam skripsi ini.

Selama melaksanakan penelitian, penulis banyak mendapatkan pengalaman yang

sangat berharga. Penulis juga telah mendapat bantuan baik moril, materi,

bimbingan, petunjuk serta saran dari berbagai pihak baik secara langsung maupun

tidak langsung. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknik;

2. Bapak Agus Trisanto, Ph. D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro;

(12)

4. Bapak Yuliarto Raharjo, S.T., M. T. selaku Pembimbing Utama atas

kesediaannya meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, saran dan

kritik dalam proses penyelesaian tugas akhir ini;

5. Bapak Syaiful Alam, S. T., M. T. selaku Pembimbing Kedua atas

kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses

penyelesaian tugas akhir ini;

6. Bapak Ageng Sadnowo, S.T., M.T. selaku Penguji Utama tugas akhir. Terima

Kasih atas bimbingan, masukan dan saran-sarannya dalam tugas akhir ini;

7. Bapak Muhamad Komarudin, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik atas

kesediaannya membimbing penulis dan selalu memberi semangat;

8. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung atas pengajaran

dan bimbingannya yang diberikan selama ini kepada penulis;

9. Mbak Ning beserta seluruh jajarannya atas semua bantuannya menyelesaikan

urusan administrasi di Teknik Elektro Universitas Lampung selama ini;

10.Kedua orang tua penulis, Almarhum Ayahanda dan Ibunda tercinta yang

senantiasa memberikan dukungan, cinta dan kasih sayang sehingga penulis

mampu menyelesaikan tugas akhir ini;

11.Adik penulis, Agus dan Joko serta seluruh keluarga besarku yang tidak dapat

disebut satu persatu, atas segala kasih sayang, perhatian, dukungan dan

pengorbanannya selama penulis menyelesaikan kuliah;

12.Saudara-saudara seperjuangan di lab Supriyadi, Akhmad Harry Susanto, Aris

Susilo atas segala dukungan, motivasi dan selalu menemani penulis dalam

(13)

14.Seluruh punggawa Teknik Elektro 2009 “Terimakasih” atas kebersamaan dan

dukungannya, kalian adalah sahabat-sahabat ELEKTRO yang luar biasa;

15.Seluruh Keluarga Besar Laboratorium Terpadu Teknik Elektro yang telah

bersama-sama sebagai penghuni lab dengan segala keriangannya;

16.Semua pihak yang telah membantu serta mendukung penulis dari awal kuliah

hingga terselesaikannya tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per

satu;

17.Almamater tercinta, atas kisah hidup yang penulis dapatkan semasa kuliah.

Semoga kebaikan, kemurahan hati dan bantuan yang telah diberikan semua pihak

mendapat balasan yang setimpal dari ALLAH SWT dan semoga hari-hari kita

selalu indah dan menjadi lebih baik lagi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh dari

kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun

sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang. Akhirnya,

semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Bandar Lampung, 29 Juni 2015

Penulis,

(14)

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR GAMBAR ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 3

1.3. Manfaat Penelitian ... 3

1.4. Rumusan Masalah ... 4

1.5. Batasan Masalah ... 5

1.6. Hipotesis ... 5

1.7. Sistematika Penulisan ... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Detektor Suhu Mesin dan Tegangan ... 7

2.2. Fuel Pump... 8

2.3. Solenoid ... 9

2.4. Thermostat ... 10

(15)

2.6. LM 35 ... 12

3.3. Langkah-Langkah Kerja Perancangan ... 37

3.4. Spesifikasi Alat ... 41

3.5. Blok Diagram Rangkaian ... 41

3.6. Perancangan Perangkat Keras ... 43

(16)

iii

3.6.2 Rangkaian LCD dan Buzzer ... 44

3.6.3 Rangkaian Pembagi Tegangan ... 45

3.6.4 Rangkaian Sensor Suhu ... 46

3.6.5 Rangkaian Relay ... 47

3.7. Perancangan Perangkat Lunak ... 48

3.8. Diagram Alir sistem ... 49

3.9. Metode Pengujian dan Kalibrasi ... 50

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.7. Hasil Pengujian Laboratorium ... 69

(17)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Struktur pompa injeksi ... 9

2.2. Solenoid Penutup Bahan Bakar ... 10

2.3. Prinsip Kerja Thermostat ... 11

2.4. Gambar hubungan posisi kontak ... 11

2.5. Struktur sensor suhu LM35 ... 13

2.6. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu ... 14

2.7. Konfigurasi pin atmega 8 ... 18

2.8. Blok diagram atmega 8 ... 21

2.9. Status Register atmega 8 ... 22

2.10. Peta memori atmega 8 ... 24

2.11. Prinsip kerja relay ... 26

2.12. Contoh relay ... 27

2.13. Tampak depan LCD 2x16 ... 28

2.14. Rangkaian pembagi tegangan ... 29

2.15. Regulator 7805 ... 31

2.16. Konstruksi temperature sender ... 32

2.17. Konstruksi transistor ... 33

2.18. Simbol diode ... 34

(18)

v

3.2. Diagram blok sistem proteksi suhu mesin ... 42

3.3. Rangkaian Power Supply ... 44

3.4. Rangkaian LCD ... 45

3.5. Rangkaian Pembagi Tegangan ... 46

3.6. Rangkaian Sensor Suhu ... 47

3.7. Rangkaian Relay ... 48

3.8. Diagram Alir Proteksi Suhu Mesin ... 49

3.9. Diagram Alir Peringatan Tegangan Baterai ... 50

4.1. Rangkaian skematik utama... 55

4.2. Board Utama ... 56

4.3. LCD pada dashboard mobil ... 58

4.4. grafik pembacaan sensor tegangan ... 59

4.5. (a) temperature sender yang telah dilubangi. (b) temperature sender yang telah diberi sensor LM35 dan resin ... 61

4.6. pemasangan temperature sender ... 62

4.7. grafik perbandingan pembacaan suhu LM35, LM35(temperature sender), dan kalibrator ... 63

4.8. kondisi kipas ketika mengalami perubahan suhu ... 68

4.9. grafik perubahan suhu perjalanan kampus Unila – Liwa ... 73

(19)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Data pin LCD ... 28

4.1. Pengujian Sensor Tegangan ... 59

4.2. Pengujian error sensor tegangan di laboratorium ... 60

4.3. Pengujian Sensor suhu ... 62

4.4. Hubungan antara set point dengan aksi mikrokontroller ... 67

(20)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di jaman seperti sekarang ini, kehidupan manusia tidak terlepas dari piranti

teknologi canggih baik berbentuk elektronik maupun tekologi lain. Di Indonesia

sendiri selain teknologi elektronik yang banyak digunakan, ternyata teknologi

transportasi sangat banyak penggunanya baik mobil atau pun sepeda motor.

Mobil-mobil yang saat ini umum digunakan masyarakat atau yang sedang

diproduksi sudah cukup canggih dengan sistem-sistem yang baik seperti misalnya

sistem keamanan pengendara dengan bantal otomatis (air bag) yang akan

mengembang sehingga ketika terjadi tabrakan pengendara tidak terjadi benturan

keras. Pada bagian mesin juga sudah banyak terdapat teknologi canggih yang

ditanamkan pada mesin tersebut. Akan tetapi, untuk penampil suhu masih berupa

jarum analog dan tidak ada respon terhadap kenaikan suhu.

Detektor suhu pada sebuah mobil adalah hal yang mutlak wajib ada pada setiap

mobil. Indikator detektor suhu pada mobil yang diwakili oleh detektor suhu pada

radiator selalu terletak pada dashboard. Pada mobil-mobil lama (tahun pembuatan

2000 ke bawah) indikator tersebut hanya berupa jarum penunjuk dengan skala.

Kekurangan penggunaan meter analog ini adalah kebanyakan pengendara kurang

(21)

kejanggalan pada kondisi mesin. Apabila mobil mengalami suhu berlebih dan

tidak ditangani secara cepat dapat menimbulkan over heating. Hampir semua

mobil keluaran dibawah tahun 2000 tidak dilengkapi dengan alarm panas berlebih

atau overheat pada mesin.

Rangkaian alarm mobil ini dibuat sesederhana mungkin agar dalam modifikasi

detektor suhu tidak membutuhkan biaya yang mahal. Detektor panas lebih pada

sebuah kendaraan khususnya mobil sangatlah penting, karena dengan alat ini kita

dapat mengetahui tingkat panas dari mobil. Dengan pembacaan nilai yang

ditampilkan pada sebuah layar atau LCD, akan menunjang sistem perawatan

mesin yang lebih baik dengan mengetahui suhu mesin menggunakan sensor

LM35. Dan ketika ada kenaikan sampai suhu tertentu pada mesin, maka akan ada

sebuah aksi dari sistem yaitu berupa peringatan dengan buzzer, menghidupkan

kipas radiator secara otomatis ataupun mematikan mesin mobil secara otomatis

jika terjadi overheat pada mesin mobil.

Ketika dalam keadaan suhu normal, sistem ini juga dapat bekerja berdasarkan

prinsip kerja dari turbo timer. Cara kerja dari sistem turbo timer ini adalah

membiarkan mesin tetap dalam keadaan hidup sesaat setelah kunci kontak

dimatikan. Karena pada mesin mobil yang bersuhu cukup panas, sangat tidak

disarankan untuk mematikan mesin mobil begitu sampai tujuan karena kendaraan

membutuhkan waktu untuk keadaan idle untuk mendinginkan hawa panas pada

mesin. Hal ini berlaku juga untuk kendaraan yang menggunakan sistem turbo

charger. Peralatan ini juga nantinya bisa diterapkan untuk mobil yang memang

memerlukan sistem ini, terutama untuk jenis mobil-mobil yang belum memiliki

(22)

3

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini, sebagai berikut :

1. Merancang dan membuat proteksi mesin dari over heating dan peringatan

terhadap perubahan tegangan akibat kerusakan sistem.

2. Memberikan informasi yang mudah diakses oleh pengendara tentang

suhu mesin dan tegangan aki.

3. Melindungi mesin dari over heating dan perubahan tegangan akibat

kerusakan sistem.

4. Mengaplikasikan sistem yang dibuat ke kendaraan mobil.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat yang akan diperoleh dari perancangan dan pembuatan sistem kelistrikan

dan suhu mesin ini adalah :

1. Dapat melindungi mobil dari keadaan panas yang berlebih / overheating.

2. Dapat memberikan respon secara otomatis terhadap perubahan suhu.

3. Dapat memberikan informasi nilai tegangan baterai / aki mobil dan suhu

mesin secara digital.

4. Dapat melindungi peralatan kelistrikan kendaraan jika terdapat kerusakan

pada alternator.

(23)

1.4 Perumusan Masalah

Umumnya penunjukan suhu mesin yang diwakili suhu radiator, ditampilkan

dengan jarum analog pada panel dashboard. Overheat pada mobil sering tidak

terpantau karena penunjuk suhu radiator tersebut hanya berupa penunjukan

dengan jarum analog seperti halnya penunjuk bahan bakar. Selain ketidak

akuratan pembacaan suhu dengan jarum analog, pembacaan suhu yang ada juga

tidak memiliki respon dan suara peringatan terhadap kenaikan suhu sehingga

banyak pengendara yang mengabaikan akibat dari kenaikan suhu tersebut.

Banyak kasus kerusakan mesin terjadi karena pengemudi tidak menyadari telah

terjadi kelebihan panas pada mesinnya. Konsekuensi dari panas berlebih ini bisa

sangat serius dan memerlukan biaya banyak untuk reparasinya bahkan dapat

mengakibatkan kebakaran. Untuk itu perlu ditambahkan suatu alarm yang dapat

memberitahukan kepada pengemudi jika telah terjadi panas berlebih atau suhu

mesin tidak normal. Jika suhu mesin tidak pada suhu optimalnya, maka salah satu

akibat yang ditimbulkan adalah konsumsi bahan bakar yang akan lebih boros dan

kerja mesin yang lebih berat. [1]

Pemberitahuan terjadinya ketidaknormalan ini akan diberitahukan dengan buzzer

dan cahaya kedip sehingga mudah dipantau. Nilai dari pembacaan suhu dan

tegangan aki akan ditampilkan menggunakan LCD 2x16. Selain itu juga, untuk

mengantisipasi kerusakan mesin perlu adanya respon dari pembacaan kenaikan

suhu tersebut untuk menjaga mesin selalu bekerja pada suhu yang optimal.

Rangkaian sistem ini dirancang dengan biaya murah dan tahan terhadap kondisi

(24)

5

1.5 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan pengaman sistem kelistrikan dan suhu mesin

ini dibatasi oleh hal-hal berikut :

1. Membahas kendaraan yang memiliki tegangan aki sebesar 12 volt

2. Rentang suhu yang dapat diukur adalah -500_{sampai 150}0_C

3. Menggunakan mikrokontroler atmega 8 dan bahasa pemrograman AVR

Studio 4

4. Menggunakan sistem switching relay

5. Pengukuran suhu menggunakan sensor LM35

6. Pengujian dilakukan menggunakan mobil chevrolet trooper diesel

1.6 Hipotesis

Informasi data pengukuruan suhu dan tegangan ditampilkan secara digital

menggunakan LCD 2x16 dan untuk melakukan aksi digunakan relay 12 volt untuk

mensaklar sistem-sistem yang terkalit. Penggunaan sistem ini sebagai pembacaan

suhu dan tegangan berbasis mikrokontroler ini diharapkan dapat meminimalisir

kerusakan mesin mobil dengan pendeteksian suhu mesin lebih dini dan

memproteksi mesin dari over heating dengan cara menjaga mesin bekerja selalu

pada suhu optimalnya. Perangkat ini dirancang berfungsi sebagai pembaca,

pengatur dan pemicu relay yang terhubung dengan kipas, solenoid mesin dan

beban-beban kelistrikan lainnya. Untuk menjaga mesin bekerja secara optimal,

maka salah satu faktor penting yang perlu diperhatikan adalah suhu mesin harus

(25)

1.7 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan penulisan dan pemahaman mengenai materi tugas akhir ini,

maka tulisan akan dibagi menjadi lima bab, yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Memuat latar belakang, tujuan, perumusan masalah, batasan masalah,

manfaat, hipotesis, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi teori-teori yang mendukung dalam perancangan dan

implementasi dalam pembuatan sistem.

BAB III METODE PENELITIAN

Berisi rancangan dan realisasi rangkaian sistem meliputi alat dan

bahan, langkah-langkah pengerjaan yang akan dilakukan, penentuan

spesifikasi rangkaian, blok diagram rangkaian, cara kerjanya, dan

penjelasan masing-masing bagian blok diagram.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan tentang penjelasan mengenai prosedur pengujian, hasil

pengujian dan análisis terhadap data-data hasil pengujian yang

diperoleh.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi simpulan semua kegiatan dan hasil-hasil yang diperoleh

selama proses pembuatan dan pengujian sistem serta saran-saran yang

sekiranya diperlukan untuk menyempurnakan penelitian yang akan

(26)

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Detektor suhu mesin dan tegangan

Detektor suhu mesin merupakan teknologi yang bekerja dengan cara membaca

temperatur mesin kendaraan berdasarkan sensor suhu dan ditampilkan secara

analog maupun digital. Di jaman seperti sekarang ini pembacaan suhu mesin pada

kendaraan umumnya berupa jarum analog, sehingga pembacaan suhu kadang

terdapat kekurangakuratan dengan kondisi suhu mesin yang sesungguhnya. Untuk

penampil suhu mesin secara digital belum banyak dijumpai dan bahkan jika ada,

maka harganya pun masih relatif mahal.

Kenaikan temperatur mesin pada prinsipnya adalah normal ketika mesin

dihidupkan dalam waktu yang lama, tetapi jika kenaikan berlangsung cepat

walaupun kendaraan baru dihidupkan dalam waktu yang singkat maka ada

kemungkinan terdapat masalah pada sistem pendinginan mesin. Hal-hal yang

menyebabkan dapat terjadinya masalah pada mesin contohnya karena tutup

radiator, kebocoran pada radiator, penyumbatan karat pada saluran pendingin, bisa

juga disebabkan karena kerja kipas radiator yang tidak baik. Jika kendaraan terus

berjalan diatas suhu normal dalam waktu yang lama, tidak menutup kemungkinan

mesin kendaraan akan mengalami over heating. Ini adalah kondisi dimana suhu

(27)

menyebabkan kinerja mesin tidak optimal. Jika tidak langsung ditangani bisa

berdampak buruk pada fungsi mobil secara keseluruhan. [1]

Terjadinya overheating pada mobil sering dikarenakan tidak diperhatikannya

penunjuk suhu radiator tersebut yang hanya berupa penunjukan dengan jarum

skala seperti halnya penunjuk bahan bakar. Sedangkan pengemudi biasanya hanya

akan melihat penunjuk bahan bakar setelah jeda waktu tertentu tergantung

seberapa banyak pengisian bahan bakar terakhir kalinya dan lebih sering

mengabaikan penunjuk suhu radiator pada dashboard kendaraan. [2]

Banyak kasus kerusakan mesin terjadi karena pengemudi tidak menyadari telah

terjadi kelebihan panas pada mesinnya. Konsekuensi dari panas berlebih ini bisa

sangat serius dan memerlukan biaya yang tidak sedikit untuk reparasinya bahkan

hal terburuk yang bisa terjadi adalah dapat mengakibatkan kebakaran pada

kendaraan. Untuk itu perlu ditambahkan suatu alarm dan penampil suhu secara

digital yang dapat memberitahukan kepada pengemudi jika telah terjadi panas

berlebih atau suhu mesin dalam keadaan tidak normal.

2.2 Fuel Pump

Pompa bahan bakar atau dikenal juga dengan nama Fuel Pump adalah salah satu

komponen dalam sistem bahan bakar pada sebuah kendaraan yang berfungsi

untuk mensuplai bahan bakar ke injektor maupun karburator. Sebagian mesin

tidak memerlukan pompa bahan bakar karena dari desainnya dan dengan gravitasi,

bahan bakar akan mengalir dengan sendirinya dalam sistem bahan bakarnya.

Sebagian yang lainnya harus menggunakan pompa untuk mengalirkan bahan

(28)

9

dan dikompresikan. Bahan bakar dan udara dicampur di dalam silinder dengan

cara setelah udara dikompresikan, bahan bakar disemprotkan kedalam ruang bakar

sehingga terjadi pembakaran. Pada mesin jenis diesel terdapat fuel pump yang

biasa disebut pompa injeksi. Pompa injeksi mempunyai beberapa fungsi antara

lain :

A. Menyimpan bahan bakar.

B. Menyaring bahan bakar.

C. Memompa atau menginjeksi bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder.

D. Mengabutkan bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin.

E. Mengembalikan kelebihan bahan bakar ke dalam tangki bahan bakar.

Gambar 2.1 Struktur pompa injeksi

2.3 Solenoid

Solenoid atau dikenal juga dengan nama fuel cut-off solenoid berfungsiuntuk

menutup aliran bahan bakar ke dalam pompa ketika daya yang masuk ke solenoid

(29)

oleh magnit yang timbul sehingga saluran hisap akan terbuka (gambar 2.1). Dan

bila kunci kontak diputar kearah OFF maka sifat magnet pada solenoid hilang dan

katub solenoid akan menutup saluran bahan bakar ke elemen pompa injeksi.

Gambar 2.2. Solenoid penutup bahan bakar

2.4 Thermostat

Thermostat adalah salah satu peralatan pada mobil yang berfungsi sebagai katup

yang bertugas untuk membuka dan menutup saluran yang menghubungkan antara

radiator dan saluran air pada mesin. Prinsip kerja dari thermostat yaitu akan

membuka jika suhunya mencapai suhu kerja dari thermostat tersebut dan akan

menutup kembali jika berada di bawah suhu kerja. Ketika mesin baru hidup, suhu

air radiator masih dingin, thermostat tertutup dan air radiator yang dipompa oleh

pompa air masuk ke samping silinder (water jacket). Ketika thermostat tertutup

maka sirkulasi air pendingin hanya akan berada di water jacket atau sekitar mesin

saja. Hal ini akan mempercepat mesin mencapai suhu kerja sehingga tidak

(30)

11

mencapai suhu kerjanya maka katup akan membuka dan sirkulasi air dari water

jacket ke radiator akan berlangsung.

Gambar 2.3. Prinsip Kerja Thermostat

2.5 Kunci Kontak

Cara kerja kunci kontak adalah dengan memutar kunci kontak ke posisi yang kita

inginkan. Setiap posisi pada kunci kontak akan menentukan hubungan kelistrikan

pada rangkaian pengapian sehingga mengaktifkan fungsi komponen-komponen

tertentu.

Beberapa posisi kunci kontak yang mempengaruhi komponen pengapian :

1. ACC (Accesories) menghubungkan arus/tegangan dari baterai ke

accesories mobil, contoh tape mobil ( sound system ).

2. OFF mematikan semua kelistrikan otomotif dari baterai ke rangkaian.

(31)

4. ST ( Start ) menghubungk

sehingga motor stater akan berputar menggerakkan

Gambar 2.

2.6 LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk

mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor

Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika

elektronika yang diproduksi oleh

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

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan

kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya

tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus

hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (

dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu

kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

ST ( Start ) menghubungkan arus / tegangan dari baterai ke

sehingga motor stater akan berputar menggerakkan fly wheel

Gambar 2.4. gambar hubungan posisi kontak

besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor

elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki

rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus

hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (

dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu

kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

an arus / tegangan dari baterai ke motor starter

fly wheel mesin.

besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor

LM35 memiliki

serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA

hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating)

(32)

2.6.1 Struktur Sensor LM35

Gambar

Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah.

3 pin LM35 menujukan fungsi masing

sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai

tegangan keluaran atau V

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

Tegangan keluaran bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian

pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter,

atau rangkaian lain seperti rangkaian pemband

Analog-to-Digital Converter Struktur Sensor LM35

Gambar 2.5. Struktur Sensor Suhu LM35

3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi

tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai

tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan

sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = Suhu*_{10 mV}

bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian

atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian

Digital Converter.

13

masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi

tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai

dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan

(2-1)

bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian

(33)

2.6.2 Karakteristik Sensor

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan

suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri y

0,1 ºC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 2.

Sensor LM35 bekerja dengan

Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara

dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari Karakteristik Sensor LM35

Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan

suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam

Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC

Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari

0,1 ºC pada udara diam.

Memiliki impedansi keluaran rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 2.6. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan.

dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan

suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC

55 ºC sampai +150 ºC.

) yaitu kurang dari

W untuk beban 1 mA.

mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan.

(34)

15

0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat

dihubungkan antar muka (interface) rangkaian kontrol yang sangat mudah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk IC

(Integrated Circuit), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap

perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke

besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa

kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena

ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature

ruang. Jangkauan sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C. Untuk

mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 sudah dapat langsung

dibaca dalam derajat C (celcius).

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

a. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

b. Lineritas +10 mV/ º C.

c. Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

d. Range +2 º C – 150 º C.

e. Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

f. Arus yang mengalir kurang dari 60 μA

Self-heating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat adanya arus

yang bekerja melewatinya. Untuk komponen sensor suhu, parameter ini harus

dipertimbangkan dan di-handle dengan baik karena hal ini dapat menyebabkan

kesalahan pengukuran. Seperti sensor suhu jenis RTD PT100 atau PT1000

(35)

jika melebihi, maka sensor akan mengalami self-heating yang menyebabkan hasil

pengukuran senantiasa lebih tinggi dibandingkan suhu yang sebenarnya.

2.6.3 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 .

2.6.4 Kelebihan dan Kelemahan Sensors LM35

Kelebihan:

a. Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150 oC

b. Low self-heating, sebesar 0.08 oC

c. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V

d. Rangkaian tidak rumit

e. Tidak memerlukan pengkondisian sinyal

Kekurangan:

(36)

17

2.7 Mikrokontroler Atmega 8

AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat

berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya

digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator

eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu

kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada

tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara

otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat

beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan

512 byte.

AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang

memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan

konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan

maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan

ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan

untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan

tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada

(37)

2.7.1 Konfigurasi Pin Atmega 8

Gambar 2.7. Konfigurasi Pin Atmega 8

ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang

berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan

dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega8.

a. VCC

Merupakan supply tegangan digital yang masuk ke mikrokontroler.

b. GND

Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.

c. Port B (PB7...PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B

adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat

digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit

(38)

19

terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan

mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat

digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input ke

rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan fuse bit yang digunakan

untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai

output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan fuse bit

yang digunakan untuk memilih sumber clock.

d. Port C (PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam

masing-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin

C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memiliki

karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun

mengeluarkan arus (source).

e. RESET/PC6

Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O.

Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat

pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka

pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang

masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa

minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya

tidak bekerja.

f. Port D (PD7…PD0)

Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor.

(39)

tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi

sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.

g. AVcc

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus

dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk

analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja

disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC

digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.

h. AREF

(40)

21

Gambar 2.8. Blok Diagram ATmega8

Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil

dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk

(41)

pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU (Arithmetic Logic

Unit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada

bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat

membuang penggunaan kebutuhan instruksi perbandingan yang telah

didedikasikan serta dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan

kode yang lebih sederhana dan singkat. Register ini tidak secara otomatis

tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika

menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal

tersebut harus dilakukan melalui software. Berikut adalah gambar status

register.

Gambar 2.9. Status Register Atmega 8

i. Bit 7(I)

Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set agar semua

perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk perintah interupsi individual akan

di jelaskan pada bagian yang lain. Jika bit ini di-reset, maka semua perintah

interupsi baik yang individual maupun yang secara umum akan di abaikan.

Bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interupsi di

jalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan

(42)

23

j. Bit 6(T)

Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions BLD (Bit Load) and

BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit

yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File dapat

disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit

di dalam bit ini dapat disalin ke dalam bit di dalam register pada Register File

dengan menggunakan perintah BLD.

k. Bit 5(H)

Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry

dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatika BCD.

l. Bit 4(S)

Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah ekslusif di antara

Negative Flag (N) dan two’s Complement Overflow Flag (V).

m. Bit 3(V)

Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan

fungsi aritmatika dua komplemen.

n. Bit 2(N)

Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negative

di dalam sebuah fungsi logika aritmatika.

o. Bit 1(Z)

Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “0” dalam

(43)

p. Bit 0(C)

Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah Carry atau sisa

dalam sebuah aritmatika atau logika.

2.7.2 Memori AVR Atmega

Gambar 2.10. Peta memori atmega 8

Memori atmega terbagi menjadi tiga yaitu :

1. Memori Flash

Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program

berada. Kata flash menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan

dihapus secara elektrik. Memori flash terbagi menjadi dua bagian

yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian aplikasi adalah bagian

kode-kode program apikasi berada. Bagian boot adalah bagian yang

(44)

25

menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer/downloader,

misalnya melalui USART.

2. Memori Data

Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan

program. Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu : 32 GPR

(General Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas

untuk membantu eksekusi program oleh ALU (Arithmatich Logic

Unit), dalam instruksi assembler setiap instruksi harus melibatkan

GPR. Dalam bahasa C biasanya digunakan untuk variabel global atau

nilai balik fungsi dan nilai-nilai yang dapat memperingan kerja ALU.

I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang

difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam

mikrokontroler seperti pin port, timer/counter, usart dan lain-lain.

Register ini dalam keluarga mikrokontrol MCS51 dikenal sebagi SFR

(Special Function Register).

3. EEPROM

EEPROM adalah memori data yang dapat disimpan ketika chip mati,

digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap

(45)

2.7.3 Timer/Counter 0

Timer/counter 0 adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah sumber

pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter)

dengan kapasitas 8-bit atau 256 cacahan. Timer/counter dapat digunakan untuk :

1. Timer/counter biasa

2. Clear Timer on Compare Match (selain Atmega 8)

3. Generator frekuensi (selain Atmega 8)

4. Counter pulsa eksternal

2.8 Relay

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan

oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat

pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas

akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga

kontak saklar akan tertutup. Pada saat suplai arus ke relay dihentikan, gaya

magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar

kembali terbuka.

(46)

27

Relay memiliki beberapa fungsi yang umum diaplikasikan ke dalam perangkat

elektronika adalah :

1. Untuk menjalankan fungsi logika (logic function)

2. Untuk memberikan fungsi penundaan waktu (time delay function)

3. Untuk mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari sinyal

tegangan rendah

4. Untuk melindungi motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan

tegangan ataupun hubung singkat (short)

Gambar 2.12. Contoh Relay

2.9 Penampil LCD (Liquid Cristal Display)

LCD (LiquidCristal Display) berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf

ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. Dalam

aplikasinya, LCD 2x16 terbagi menjadi beberapa bagian bentuk, ada yang

memakai backlight, ada juga yang tidak. Kemudian yang memakai backlight,

terdapat bermacam-macam pilihan warna, tapi pada intinya, pin yang digunakan

(47)

Gambar 2.13. tampak depan LCD 2x16

Karena LCD sudah dilengkapi perangkat kontrol sendiri yang menyatu dengan

LCD, maka kita mengikuti aturan standar yang telah disimpan dalam pengontrolan

tersebut. konfigurasi pin yang terdapat dalam LCD adalah seperti terlihat pada

tabel 2.1.

Tabel 2.1 Data untuk pin LCD

Pin Simbol Nilai Fungsi

1 Vss - Supply 0 volt (ground)

2 Vdd/Vcc - Power supply Vcc

3 Vee - Seting kontras

4 RS 0/1 0: intruksi input / 1: data input 5 R/W 0/1 0: tulis ke LCD / 1: membaca dari LCD

6 E 0--_>1 Mengaktifkan sinyal

7 DB0 0/1 Data pin 0

(48)

Fungsi display dalam suatu aplikasi mikrokontroler sangat penting sekali .

Pembagi tegangan adalah rangkaian yang digunakan untuk membagi tegangan

masukan menjadi beberapa bagian tegangan keluaran dan rangkaian ini biasanya

digunakan untuk membu

pada rangkaian penguat atau untuk

pembagi tegangan terdiri dari dua resistor yang dirangkai secara seri dan

dihubungkan dengan suatu sumber tegangan.

tengah rangkaian seri kedua resistor tersebut seperti ditunjukan oleh gambar 2.1

Gamba

Memastikan data yg kita input valid

Mengetahui hasil suatu proses

Memonitoring suatu proses

Mendebug program

Menampilkan pesan

Pembagi Tegangan

digunakan untuk membuat suatu tegangan referensi pada sensor, memberikan bias

pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias pada komponen aktif. Rangkaian

dihubungkan dengan suatu sumber tegangan. Tegangan keluaran diambil dari titik

tengah rangkaian seri kedua resistor tersebut seperti ditunjukan oleh gambar 2.1

Gambar 2.14. Rangkaian pembagi tegangan.

29

at suatu tegangan referensi pada sensor, memberikan bias

bias pada komponen aktif. Rangkaian

Tegangan keluaran diambil dari titik

(49)

Persamaan untuk rangkaian pada gambar 2.12. adalah:

A B

B

Out V _R R _R

V  _ (2-2)

Keterangan gambar 2.12 :

R_A = Resistor pertama R_B = Resistor kedua V = Sumber tegangan DC Vout = Tegangan keluaran

Dari persamaan (2-2), apabila nilai V tetap, maka perubahan nilai Vout hanya

bergantung pada perubahan nilai R_A atau R_B.

Penggunaan pembagi tegangan pada sistem ini adalah untuk membaca nilai

tegangan yang ada pada baterai, sehingga dapat ditampilkan pada LCD dan

melakukan respon terhadap seberapa besar tegangan yang terbaca.

2.11 Regulator 7805

7805 adalah regulator tegangan yang mampu mengeluarkan tegangan sebesar 4.8 -

5.2 Volt. Tegangan keluaran dari regulator ini memungkinkan digunakan dalam

sistem logika. Regulator ini berfungsi untuk mengubah tegangan masukan dari

baterai sebesar 11-14 Volt menjadi tegangan kerja 5 Volt yang digunakan untuk

menyuplai tegangan ke rangkaian utama mikrokontroler. IC 7805 ini terdapat tiga

(50)

31

Keuntungan memakai IC 7805 :

1. Tidak membutuhkan penambahan komponen luar

2. Mempunyai proteksi terhadap arus hubungan singkat

3. Mempunyai tegangan output yang konstan

4. Memiliki ripple output yang sangat kecil

5. Biaya rendah

Gambar 2.15. Regulator 7805

2.12 Temperature Sender

Temperature sender adalah sebuah alat yang didesain untuk dapat mengukur suhu

sistem pendinginan mesin. Respon temperature sender ini berubah berdasarkan

suhu cairan pendinginan mesin dan kemudian ditampilkan secara analog

menggunakan water temperature gauge. Pembacaan temperature sender pada

kendaraan yang ditampilkan secara analog, sering sekali tidak sesuai dengan suhu

cairan pendinginan yang sesungguhnya. Ini dikarenakan setiap temperature

(51)

gauge juga berubah-ubah. Besarnya nilai suhu berbanding terbalik dengan

resistansi, semakin besar suhu maka nilai resistansinya semakin kecil begitu pula

sebaliknya.

Gambar 2.16. Konstruksi Temperature Sender

2.13 Transistor

Transistor adalah sebuah alat elektronika semikonduktor yang berfungsi sebagai

penguat, sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan,

modulasi sinyal atau pun fungsi lainnya. Material pembuatan transistor biasanya

menggunakan silicon, germanium maupun Galium Arsenide. Transistor pada

umumnya memiliki tiga buah terminal yaitu basis (B), Kolektor (C), dan emitor

(E). Tegangan disalah satu kakinya misalnya emitor dapat dipakai untuk mengatur

arus dan tegangan yang lebih besar dari arus input basis yaitu pada keluaran

tegangan dan arus output kolektor.

Transistor sendiri dibagi menjadi dua jenis yaitu transistor BJT (Bipolar Junction

Transistor) dan FET (Field-effect Transistor). Pada transistor BJT terdapat dua

jenis konstruksi dasar, yaitu n-p-n dan p-n-p. untuk tipe n-p-n, BJT terbuat dari

(52)

33

yang diapit oleh dua lapisan semikonduktor tipe-n. begitu pun sebaliknya dengan

transistor kontruksi n-p-n.

Gambar 2.17. Konstruksi transistor

Transistor yang digunakan pada perancangan alat ini adalah dengan tipe n-p-n

dengan fungsi sebagai saklar untuk mengaktifkan relay. Fungsi sebagai saklar

ialah dengan mendapatkan manfaat dari cut-off dan kondisi jenuh dari transistor

itu sendiri, yang mana kedua keadaan tersebut bisa didapat dengan mengatur

besarnya arus yg melewati basis dari transistor.

Saturasi atau disebut juga kondisi / keadaan jenuh akan didapat bila basis

transistor diberi arus yang cukup besar hingga transistor menjadi jenuh dan

fungsinya menjadi saklar yang menutup. Sedangkan keadaan cut-off didapatkan

apabila arus basisnya dilewati dengan arus yg amat kecil bahkan hampir nol

(53)

2.14 Dioda

Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan

(junction) P-N. Sifat dioda

dan menghambat arus pada tegangan balik.

dua elektroda yaitu anoda dan katoda.

arus searah saja (forward)

penyearah arus. Untuk aktif diode membutuhkan tegangan sebesar 0.7 Volt.

Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup

tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju

kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan

katup.

Dioda disimbolkan dengan

yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara

kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki

positif = P) dan pada ujung anak panah dis

Fungsi-fungsi dari diod

1. Sebagai penyearah, untuk dioda

2. Sebagai penstabil tegangan

3. Pengaman / sekring

adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan

Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju

dan menghambat arus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata

dua elektroda yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan

(forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen

Untuk aktif diode membutuhkan tegangan sebesar 0.7 Volt.

cara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup

Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis

positif = P) dan pada ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negatif

Sumber 2.18. Simbol dioda

fungsi dari dioda sendiri ada bermacam-macam diantaranya :

1. Sebagai penyearah, untuk dioda bridge

2. Sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), untuk dioda zener

ring

adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan

yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju

berasal dari pendekatan kata

hanya melewatkan

, sehingga banyak digunakan sebagai komponen

Untuk aktif diode membutuhkan tegangan sebesar 0.7 Volt.

cara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup

gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis

ut sebagai katoda (kaki negatif = N).

macam diantaranya :

(54)

35

4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas / membuang level sinyal

yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.

5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen DC kepada

suatu sinyal AC

(55)

III. METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian, perancangan, dan pembuatan tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium

Terpadu Teknik Elektro Universitas Lampung (khususnya Laboratorium teknik

digital) dan mulai dilaksanakan bulan Januari 2014.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya :

1. Sensor suhu LM 35

2. Relay 12V 30 A (4 pin dan 5 pin) 3. Perangkat lunak AVR Studio 4

4. Baterai catu daya (aki) 5. Mikrokontroller AtMega8

6. Akrilik 7. Kabel 8. LCD 16x2

9. Laptop dan downloader USB ASP 10.Papan PCB

11.Timah solder

(56)

37

3.3 Langkah-langkah Kerja Perancangan

Dalam perancangan alat proteksi suhu mesin dan tegangan ini dilakukan

langkah-langkah kerja sebagai berikut :

1.Studi literatur

Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan pengetahuan yang

mendukung tentang penulisan tugas akhir ini, antara lain :

a. Prinsip kerja sistem pendinginan dan kelistrikan kendaraan

b. Karakteristik sistem pendinginan kendaraan

c. Bahasa pemrograman yang digunakan dalam mikrokontroller AVR

d. Karakteristik dan aplikasi-aplikasi mikrokontrollerAVR.

Studi literatur ini dilakukan dengan cara mencari dan mempelajari

bahan-bahan ajar, buku-buku referensi terkait dan internet.

2. Perancangan blok diagram rangkaian sistem proteksi pengaman suhu

mesin dan tegangan.

Perancangan blok diagram ini dilakukan agar mempermudah dalam

merealisasikan alat yang dibuat.

3. Implementasi rancang bangun alat.

Implementasi ini dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut:

a. Menentukan rangkaian dari masing-masing blok diagram yang ada.

b. Memilih komponen yang sesuai untuk rangkaian

c. Merangkai dan melakukan pengujian terhadap rangkaian yang

telah dibuat pada masing-masing blok diagram.

d. Membuat program menggunakan bahasa C dan kemudian

(57)

e. Menggabungkan rangkaian per blok yang telah diuji pada sebuah

papan percobaan (project board), melakukan pengujian ulang

setelah dilakukan penggabungan rangkaian.

f. Merangkai semua rangkaian yang telah dibuat dan dinyatakan

berhasil ke dalam sebuah PCB.

4. Uji coba sistem

Uji coba sistem ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari

alat yang telah dibuat. Adapun pengujian dilakukan secara perbagian serta

secara keseluruhan untuk menentukan tingkat keberhasilan kontroler ini.

Adapun hal-hal yang diuji cobakan sebagai berikut:

a. Rangkaian pembacaan suhu mesin dan tegangan aki

b. Pembacaan ADC

c. AntarmukaLCD 16x2

d. Respon dari nilai suhu dan tegangan tertentu

e. Eror sistem terhadap kenaikan suhu, tegangan dan keterkaitan

dengan sistem lainnya.

5. Analisis dan kesimpulan

Analisis dilakukan dengan cara membandingkan hasil dari kerja sistem ini

baik perbagian maupun secara keseluruhan dengan parameter-paremeter

yang diharapkan dari literatur dan sumber yang ada.

6. Pembuatan laporan

Akhir dari tahap penelitian ini adalah pembuatan laporan dari semua

(58)

39

Berikut adalah diagram alir proses penelitian

(59)

Flowchart sistem proteksi suhu mesin pada gambar 3.1. dapat dijelaskan sebagai

berikut :

a. Merancang blok diagram alat sistem proteksi suhu mesin

Merancang blok diagram yang akan digunakan dalam perancangan alat sistem

proteksi ini.

b. Menentukan spesifikasi alat proteksi

Pada tahapan ini akan ditentukan spesifikasi dari alat sistem proteksi yang

akan dibuat.

c. Merancang perangkat sistem proteksi

Dalam merancang perangkat sistem proteksi dilakukan pembuatan rangkaian

dari masing-masing blok pada diagram perancangan perangkat sistem proteksi

suhu mesin dan kelistrikan

d. Membuat pemrograman mikrokontroler pada rangkaian utama

Pada tahapan ini dilakukan pemrograman mikrokontroler Atmega 8 dengan

menggunakan AVRStudio 4

e. Pengujian rangkaian

Pengujian rangkaian bertujuan untuk mengetahui adanya kesalahan atau tidak

dalam perancangan sistem sesuai dengan masing-masing blok diagram

f. Pembuatan sistem proteksi suhu mesin

Pembuatan sistem proteksi ini bertujuan untuk merangkai semua rangkaian

yang telah dibuat kedalam PCB

(60)

41

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui ada atau tidaknya kesalahan dalam

membangun sistem proteksi ini. Jika masih terdapat kesalahan dalam pembuatan

sistem ini, maka akan dibuat ulang.

h. Analisa dan simpulan

Analisa dilakukan dengan melakukan pengujian terhadap sistem yang telah

dibuat dan membuat kesimpulan berdasarkan analisa dan data yang ada.

3.4 Spesifikasi Alat

Spesifikasi dari alat yang dibuat adalah sebagai berikut:

1. Menggunakan catu daya 12 V yang berasal dari baterai mobil

2. Pembacaan suhu mesin menggunakan sensor LM 35

3. Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8 sebagai pengendali utama

4. Software pemrograman menggunakan AVR Studio 4

5. Pembacaan tegangan baterai menggunakan pembagi tegangan

6. LCD 2x16 sebagai penampil nilai suhu mesin dan tegangan baterai

3.5 Blok Diagram Rangkaian

Untuk mempermudah dalam perancangan, maka rangkaian dipisahkan