i
SISTEM
MONITORING
DAN KONTROL MANUAL PADA
MOBIL LISTRIK
LAPORAN AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Oleh:
SELAMAT LESTARI
0612 3032 0932
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
ii
SISTEM
MONITORING
DAN KONTROL MANUAL PADA
MOBIL LISTRIK
SELAMAT LESTARI
0612 3032 0932
Palembang, Juni 2015
Pembimbing I Pembimbing II
Yudi Wijanarko, S.T.M.T Selamat Muslimin, S.T., M.Kom NIP. 19670511 199203 1 003 NIP. 197907222008011007
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi
Teknik Elektronika
Ir.Ali Nurdin,M.T. Yudi Wijanarko, S.T.M.T
iii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Selamat Lestari
NIM : 061230320932
Jurusan : Teknik Elektro Program Studi : Teknik Elektronika
Dengan ini menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul "Sistem Monitoring
Dan Kontrol Manual pada Mobil Listrik" merupakan hasil penelitian saya
sendiri, tidak terdapat karya yang pemah diajukan untuk memperoleh gelar ahli madya Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pemah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali
yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar
pustaka.
Palembang, Juni 2015
Yang Menyatakan
iv
Motto:
Sejauh apapun berjalan, ingatlah jalan untuk pulang agar
s’lalu ingat tempat di mana semua berawal
.
Semangat yang paling membara adalah semangat dari rasa
dendam.
Tempat di mana kita diakui itu adalah tempat harusnya
kita hargai dan harus terima.
Terima Kasih banyak untuk Allah Swt dan Untuk Kedua
Orang tua Saya.
Terima Kasih untuk orang yang selalu peduli Taradias.
Ujung tombak Sisi Pedang.
BIGTHX BUAT KILL THE FEAR DAN TEMAN YANG
MENGAKUI SAYA TEMAN.
v ABSTRAK
SISTEM MONITORING DAN KONTROL MANUAL PADA MOBIL LISTRIK
(2015: 120 Halaman + xx Halaman + Daftar Pustaka + Lampiran)
SELAMAT LESTARI TEKNIK ELEKTRO TEKNIK ELEKTRONIKA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Laporan akhir ini menjelaskan tentang sistem monitoring dan kontrol manual pada mobil listrik. Tujuannya adalah untuk merancang sistem monitoring dan kontrol manual berbasis mikrokontroller serta merancang aplikasi user interface mobil listrik solar cell menggunakan perangkat lunak Microsof Visual Basic 6.0 pada mobil listrik. Perancangan adalah tahap yang paling penting dalam pembuatan mobil listrik ini dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang baik. Komponen utama yang dibutuhkan adalah dua buah sistem minimum ATMega 32 yang bertindak sebagai masterdanslave. Sistem minimummaster bertugas untuk melayani monitoring pada mobil listrik sedangkan sistem minimumslavebertugas untuk melayani kontrol manual pada mobil listrik. Mobil listrik ini juga memakai aplikasi Microsoft Visual Basic sebagai data record yang berguna sebagai acuan pada saat maintance. Sistem monitoring mobil listrik menampilkan dan memberikan informasi-informasi arus yang digunakan, kapasitas accu,kecepatan dan jarak tempuh, informasi koneksi dengan perangkat android, menampilkan informasi keadaan lampu utama dan lampu sign serta kontrol manual sebagai kendali OndanOffuntuk mengendalikan lampu utama dan lampusign.
vi
ABSTRACT
MONITORING SYSTEM AND MANUAL CONTROL ON
ELECTRIC CAR
(2015; 120 Page + xx Page + Bibliography + attachment)
SELAMAT LESTARI
TEKNIK EKLEKTRONIKA TEKNIK ELEKTROPOLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
This final report describes the monitoring system and manual control on electric car. The purpose is to design a monitoring system and manual control microcontroller-based applications as well as designing the user interface electric car solar cell using software Microsof Visual Basic 6.0 on the electric car. The design is the most important stage in the manufacture of electric car in order to obtain good results. The main components needed are two minimum system ATMega 32 which acts as a master and slave. Minimum system master duty to serve monitoring the electric car while the minimum system slave duty to serve the manual control on the electric car. The electric car also uses Microsoft Visual Basic application as a user interface connected to the system of minimum slave, while the master minimum system connected to a PC or laptop. The monitoring system of electric car displays and provide information flow is used, the capacity of the batteries, speed and mileage, connection information with android devices, displays state information sign headlights and lights as well as manual control as the control on and off to control the headlights and lights sign.
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat kesehatan dan kekuatan serta berkat rahmat dan hidayah penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul “Sistem
Monitoring Dan Kontrol Manual pada Mobil Listrik” dengan baik. Laporan Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Selama penyusunan Laporan Akhir ini penulis mendapat beberapa hambatan dan kesulitan, namun berkat dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak, segala hambatan dan kesulitan tersebut dapat terselesaikan. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
Yudi Wijanarko, S.T., M.T. Selaku pembimbing I
Selamat Muslimin, S.T., M.Kom. Selaku pembimbing II
Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini:
1. Bapak R.D. Kusumanto, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.
viii
6. Seluruh dosen, staf dan instruksi pada Program Studi teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang yang membantu penulis dalam kelancaran penulisan laporan akhir ini.
7. Teman-teman seperjuangan kelas 6 EEA yang telah membantu dengan berbagai pengetahuan dalam pembuatan laporan akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih terdapat kekurangan dan kekeliruan, baik mengenai isi maupun cara penulisan. Untuk itu penyusun sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun.
Akhir kata penyusun mengharapkan semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi semua dan semoga segala bantuan serta bimbingan yang penyusun dapatkan selama ini mendapat rahmat dan ridho dari Allah SWT, Aamiin Ya Robbal A’lamin.
Palembang, Juni 2015
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR KEASLIAN ... iii
MOTTO ... iv
ABSTRAK ... v
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan dan Manfaat ... 2
1.2.1 Tujuan ... 2
1.2.2 Manfaat ... 2
1.3 Rumusan Masalah ... 2
1.4 Metodologi Penulisan ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mobil Listrik ... 5
2.1.1 Sejarah Mobil Listrik ... 5
x
2.2 Solar Cell ... 8
2.2.1 PengertianSolar Cell(Photovoltaic) ... 8
2.2.2 KarakteristikSolar Cell(Photovoltaic) ... 9
2.2.3 Prinsip Dasar TeknologiSolar Cell(Photovoltaic) Dari Bahan Silikon ... 9
2.2.3.1 Semikonduktor Tipe-P dan Tipe-N ... 10
2.2.3.2 Sambungan P-N ... 11
2.2.4 Prinsip DasarSolar Cell(Photovoltaic) dari Bahan Tembaga ... 12
2.2.5 Sistem InstalasiSolar Cell ... 13
2.2.5.1 Rangkaian SeriSolar Cell... 13
2.2.5.2 Rangkaian ParalelSolar Cell ... 13
2.3 Accu... 14
2.3.1 Macam–dan Cara Kerja Accu ... 15
2.3.2 KonstruksiAccu ... 16
2.3.3 Standar tegangan dan tingkat isi daya padaaccumobil 12V... 18
2.4 Mikrokontroler ATMega32 ... 19
2.4.1 Pengertian Mikrokontroler ATMega32 ... 19
2.4.2 Karakteristik Mikrokontroler ATMega32 ... 20
2.5 Motor Listrik BLDC ... 22
2.5.1 Pengertian BLDC Motor ... 23
2.5.2 Konstruksi BLDC Motor ... 24
2.6 Sistem Kontrol Manual dan Monitoring Mobil Listrik ... 27
2.6.1 Sistem Kontrol Manual Mobil Listrik... 27
2.6.2 Sistem Monitoring Mobil Listrik ... 30
2.7 Relay ... 31
2.8 Microsoft Visual Basic 6.0... 33
2.8.1 Sejarah Microsoft Visual Basic 6.0... 35
2.8.2 Perkembangan Visual Basic... 36
2.8.3 Fasilitas Visual Basic ... 38
2.8.4 Kelebihan dan Kekurangan Visual Basic... 40
xi
2.10 Voltage Divider ... 43
2.11 Sensor Optocoupler ... 45
2.12 Rotary Encoder ... 48
2.12.1 Logika Perhitungan RPM ... 50
BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Tujuan Perancangan ... 52
3.2 Diagram Blok Perancangan Alat Keseluruhan ... 52
3.3 Tahap Perancangan ... 60
3.3.1 Perancangan Elektronik ... 60
3.3.2 Perancangan Mekanik ... 70
3.3.3 Perancangan Program denganSoftwareBascom-AVR ... 75
3.3.4 Langkah PercobaanSoftwareProgISP ... 81
3.3.5 Perancangan Pembuatan Desain 3D Max 7 ... 85
3.3.6 Membuat Program Sederhana Menggunakan Visual Basic 4.0... 91
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Pengukuran dan Pengujian Alat ... 97
4.1.1 Tujuan Pengukuran Alat ... 97
4.1.2 Rangkaian Pengujian ... 97
4.1.3 Peralatan yang digunakan ... 98
4.1.4 Langkah-langkah Pengukuran ... 98
4.2 Hasil Pengukuran dan Pengujian ... 99
4.2.1 Pengukuran Tegangan pada Catu Daya Mikrokontroller ... 99
4.2.2 Pengukuran Relay Lampu Mobil Listrik... 101
4.2.3 Pengukuran Pengiriman Informasi Relay Lampu Otomatis Kesistem Minimum Master... 103
4.2.4 Pengukuran Kecepatan dan Jarak Tempuh Mobil Listrik... 105
4.2.5 Pengukuran Kapasitas Batrey ... 108
4.2.6 Pengiriman Informasi Android yang Terkoneksi... 109
xii
4.3 Analisa ... 113
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 119 5.2 Saran ... 119
DAFTAR PUSTAKA
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Thomas Edison dan mobil listriknya tahun 1913 ... 6
Gambar 2.2 Mobil Listrik PT. PINDAD sebagai pengujian Mobil Listrik ... 8
Gambar 2.3 SkemaSolar Cell ... 8
Gambar 2.4 Prinsip KerjaSolar Cell... 10
Gambar 2.5 Semikonduktor Tipe-P (Kiri) dan Tipe-N (Kanan)... 10
Gambar 2.6 Diagram Energi Sambungan P-N Muncul Daerah Deplesi...11
Gambar 2.7 StrukturSolar CellSilikon p-nJunction... 11
Gambar 2.8 Hubungan Seri ... 13
Gambar 2.9 Hubungan Paralel... 13
Gambar 2.10 SelAccu... 16
Gambar 2.11 Plat SelAccu... 16
Gambar 2.12 Lapisan Serat Gelas ... 17
Gambar 2.13 Konfigurasi IC Mikrokontroller ATMega32 ... 21
Gambar 2.14 Blok Diagram IC ATMega 32... 22
Gambar 2.15 Konstruksi Motor BLDC ... 24
Gambar 2.16 Penampang Motor BLDC ... 25
Gambar 2.17 Sensor Hall Sinyal Untuk Rotasi Kanan ... 27
Gambar 2.18 Ilustrasi penggunaan lampu pada Mobil Listrik... 28
Gambar 2.19 Ilustrasi Lampu Depan dan Lampu Sign Mobil Listrik ... 30
Gambar 2.20 Ilustrasi SistemMonitoringdenganDisplay... 30
Gambar 2.21 Bentuk FisikRelay... 31
Gambar 2.22 Ilustrasi dari Sebuah Relay... 32
Gambar 2.23Bill Gates... 35
Gambar 2.24 LogoMicrosoft Visual Basic... 36
Gambar 2.25 Tampilan awal perangkat lunakMicrosoft Visual Basic... 37
xiv
Gambar 2.27 Konfigurasi Pin dari IC ACS 712 ... 41
Gambar 2.28 Grafik Tegangan Keluaran ACS 712 Terhadap Arus ... 43
Gambar 2.29 Rangkaian Dasar Pembagi Tegangan ... 43
Gambar 2.30 Rangkaian Pembagi Tegangan Terbebani ... 44
Gambar 2.31 Optocoupler... 47
Gambar 2.32 Contoh Skema Konstruksi bagian dalam Incrental Rotary Encoder Gambar 2.33 Output Sinusoidal dari dua buah photosensor ... 49
Gambar 2.34 Quadrature Output ... 50
Gambar 2.35 Piringan Encoder 4 Lubang... 50
Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Alat ... 53
Gambar 3.2 Blok Diagram Perancangan SistemMonitoringdan Kontrol Manual pada Mobil Listrik... 56
Gambar 3.3 Blog Koneksi KomunikasiSerialAntara Sistem Minimum Masterdan Sistem MinimumSlave... 58
Gambar 3.4 Skematik Rangkaian Sistem Minimum ATMega32Master.... 61
Gambar 3.5 Layout Rangkaian Sistem Minimum ATMega 32Master... 62
Gambar 3.6 Tata Letak Komponen Rangkaian Sistem Minimum ATMega32 Master... 63
Gambar 3.7 Skematik Rangakaian Sistem Minimum ATmega 32Slave.... 63
Gambar 3.8 Layout Rangakaian Sistem Minimum ATmega 32Slave... 64
Gambar 3.9 Tata Letak Komponen Rangakaian Sistem Minimum ATmega32Slave... 65
Gambar 3.10 Skema Rangkaian Relay ... 65
Gambar 3.11 Layout Rangkaian Relay... 66
Gambar 3.12 Tata Letak Komponen Rangkaian Relay ... 66
Gambar 3.13 Skematik Rangkaian RS-232... 67
Gambar 3.14 Layout Rangkaian Rs-232... 67
xv
Gambar 3.16 Skematik Rangkaian LCD 20*4 & 8 buahPush Button... 68
Gambar 3.17 Layout Rangkaian LCD 20*4 & 8 buahPush Button... 68
Gambar 3.18 Tata Letak Rangkaian LCD 20*4 & 8 buahPush Button... 68
Gambar 3.19 Tampak Samping Sasis Mobil Listrik ... 72
Gambar 3.20 Tampak Depan Sasis Mobil Listrik ... 72
Gambar 3.21 Tampak Atas Sasis Mobil Listrik... 73
Gambar 3.22 Bentuk Sasis Mobil Listrik ... 73
Gambar 3.23 Tampak DepanGearboxbelakang Mobil Listrik ... 74
Gambar 3.24 Tampak BawahGearboxbelakang Mobil Listrik ... 74
Gambar 3.25 Tampak SampingGearboxbelakang Mobil Listrik ... 74
Gambar 3.26 Pencarian Aplikasi BASCOM-AVR ... 75
Gambar 3.27 Menunggu Aplikasi BASCOM-AVR terbuka ... 75
Gambar 3.28 Membuat Program Baru... 76
Gambar 3.29 Hasil Rancangan Program pada Aplikasi BASCOM-AVR... 76
Gambar 3.30 Menyimpan Program yang Telah dibuat ... 77
Gambar 3.31 Memilih Tempat Penyimpanan Program Tersebut ... 77
Gambar 3.32 Pengecekan Program yang Telah dibuat... 78
Gambar 3.33 Meng-compile Program yang Telah dibuat ... 78
Gambar 3.34 Mensimulasikan Program yang Telah dibuat... 79
Gambar 3.35 Tampilan Awal Simulasi ... 79
Gambar 3.36 LCD Sebagai Pembantu Pensimulasian ... 80
Gambar 3.37 Tampilan LCD Pada Menu Simulasi... 80
Gambar 3.38 Tampilan Hasil Simulasi ... 81
Gambar 3.39 Pencarian Aplikasi ProgISP ... 81
Gambar 3.40 Tampilan Awal Aplikasi ... 82
Gambar 3.41 Membuka Program yang Telah dibuat ... 82
Gambar 3.42 Membuka Hasil Program yang telah dibuat... 83
xvi
Gambar 3.44 Tampilan untuk Alat Flash belum Tersambung ... 84
Gambar 3.45 Menghapus Sisa Program di IC MIkrokontroler... 84
Gambar 3.46 Pencarian Aplikasi 3D Max 7 ... 85
Gambar 3.47 Tampilan awalProjectAplikasi 3D Max 7 ... 85
Gambar 3.48 Tampilan EmpatFrame3D Max 7 ... 86
Gambar 3.49 Hasil PembuatanBoxdengan 2 Dimensi... 86
Gambar 3.50 Hasil TampilanBoxDengan 3 Dimensi ... 87
Gambar 3.51 Pewarnaan hasil Box 3D Max 7... 87
Gambar 3.52 Tampilan pembuatanBoxyang sama ... 88
Gambar 3.53 Tampilan pilihan 3D Max 7 ... 88
Gambar 3.54 Hasil Pendapatan Duplikasi Box 3D Max 7 ... 89
Gambar 3.55 Tampilan tampak 3 Dimensi hasil 3D Max 7 ... 89
Gambar 3.56 Pilihan Rendering 3D Max 7 ... 89
Gambar 3.57 Tampilan menu untuk tampak hasil akhir Box 3D Max 7 .... 90
Gambar 3.58 Tampilan Hasil akhir prmbuatan Box pada 3D Max 7 ... 90
Gambar 3.59 Tampilan Pilihan Form Aplikasi Visual Basic 6.0... 91
Gambar 3.60 Form Standart Visual basic 6.0 ... 91
Gambar 3.61 Penggantian Nama Pada Form Standart Visual basic 6.0... 92
Gambar 3.62 Tampilan hasil Penggantian nama Form ... 92
Gambar 3.63 Penambahan Text dan Command pada Form... 92
Gambar 3.64 Cara Pengosongan Test pada Form... 93
Gambar 3.65 Tampilan Text Kosong Pada Form... 93
Gambar 3.66 Pemberian Caption pada Command ... 93
Gambar 3.67 Tampilan Hasil Command dengan Caption ... 93
Gambar 3.68 Aturan Penambahan Form... 94
Gambar 3.69 Pemilihan Form Tambahan pada Visual Basic ... 94
Gambar 3.70 tampilan Text dan Command di Form yang Berbeda ... 95
xvii
Gambar 3.72 Penjelasan Koding pada Form ... 96
Gambar 3.73 Simulasi Visual Basic 6.0 yang Telah dibuat ... 96
Gambar 3.74 Hasil Akhir Pembuatan Visual basic 6.0 ... 96
Gambar 4.1 Rangkaian Mikrokontroller ATMgea 32 ... 99
Gambar 4.2 Hasil Tampilan Osiloskop pada Tegangan TP3 ... 99
Gambar 4.3 Titik Pengukuran Relay ... 101
Gambar 4.4 Titik Pengukuran Sistem Minimum Master pada port indikasi Lampu lampu Mobil Listrik ... 103
Gambar 4.5 Titik Pengukuran Kecepatan dan Jarak Tempuh Mobil Listrik ... 106
Gambar 4.6 Titik Pengukuran Kapasitas Battrey ... 108
Gambar 4.7 Titik Pengukuran Relay Perangkat Android... 110
Gambar 4.8 Titik Pengukuran Sensor ACS 712 ... 111
Gambar 4.9 Pembagi Tegangan 55V/5V... 117
xviii DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar TeganganAccu 12 v ... 18 Tabel 2.2 Konfigurasi Pin Sensor AC 712 ... 42
Tabel 2.3 Tipe-Tipe ACS 712 ... 42
Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan pada Catu Daya dan Mikrokontroler
ATMega32...99
Tabel 4.2 Pengukuran Basis Transistor NPN sebagai Saklar Otomatis
Driver Relay Lampu Utama Mobil Listrik (TP4) ... 101
Tabel 4.3 Pengukuran Basis Transistor NPN sebagai Saklar Otomatis
Driver Relay Lampu sign Kiri Mobil Listrik (TP5) ... 102
Tabel 4.4 Pengukuran Basis Transistor NPN sebagai Saklar Otomatis
Driver Relay Lampu Sign Kanan Mobil Listrik (TP6) ... 102
Tabel 4.5 Pengukuran Basis Transistor NPN sebagai Saklar Otomatis
Driver Relay Lampu Sign Kana Mobil Listrik (TP7)... 102
Tabel 4.6 Pengukuran Pengiriman Informasi Lampu Utama Mobil Listrik
dariSlavekeMaster(TP8)... 104
Tabel 4.7 Pengukuran Pengiriman Informasi Lampu Sign Kiri Mobil
Listrik dariSlavekeMaster (TP9)... 104
Tabel 4.8 Pengukuran Pengiriman Informasi Lampu Sign Kanan Mobil
Listrik dariSlavekeMaster(TP10)... 104
Tabel 4.9 Pengukuran Pengiriman Informasi Lampu Sign Tengah Mobil
Listrik dariSlavekeMaster... 105
Tabel 4.10 Pengukuran Kecepatan dan jarak tempuh Mobil listrik dengan
Sensor Optocoupler... 106
xix
Tabel 4.12 Pengukuran Kapasitas Battrey ... 109
Tabel 4.13 Pengukuran Relay pengiriman Informasi perangkatAndroid 110
xx
DAFTAR LAMPIRAN
1. Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 1 2. Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 2 3. Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing 1
4. Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing 2 5. Lembar Rekomendasi Sidang Laporan Akhir 6. Lembar Pengesahan Revisi Laporan Akhir 7. Skema Rangkaian Keseluruhan
8. Mekanik Mobil Listrik 9. Elektronik Mobil Listrik
10. ProgramBascomAVR ATMega32 11. ProgramMicrosoft Visual Basic 6.0
