APLIKASI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENGONTROL OPERASI POMPA BERDASARKAN TEMPERATUR REFRIGERAN SEKUNDER

(1)

APLIKASI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI

PENGONTROL OPERASI POMPA BERDASARKAN

TEMPERATUR REFRIGERAN SEKUNDER

Application of ATmega16 Microcontroller As Controller Of The

Operating Pump According To Secondary Refrigerant Temperature

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III

Politeknik Negeri Bandung

Disusun Oleh

GALUH SURYAWIJAYA ( 091611037 )

PROGRAM STUDI TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA

JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

(2)

(3)

PERSONAL IDENTITY

A. PERSONAL IDENTITY

Nama : Galuh Suryawijaya

Tempat/tanggal lahir : Indramayu/18 November 1991 Warga Negara : Indonesia

Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Islam

Alamat : Jalan Raya Windujanten No.86 RT 07 RW 02 Kecamatan Kadugede Kabupaten Kuningan, Jawa Barat 45561

Nomor Telepon : 08562215632

Email : galuhsuryawijaya@gmail.com Motto : Selalu total, loyal dan jujur

1. 1997 sampai 2003 SD N 1 Windujanten 2. 2003 sampai 2006 SLTP N 2 Kuningan 3. 2006 sampai 2009 SMU N 1 Kuningan

4. 2009 sampai 2012 D3 Politeknik Negeri Bandung,

(Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara) CURRICULUM VITAE

LATAR BELAKANG PENDIDIKAN

(4)

Kita tidak akan

pernah tahu,

sebelum kita

melakukannya.

Ingatlah satu hal,

usaha yang kita

lakukan akan

sebanding dengan

hasilnya.

Kupersembahkan Tugas Akhir ini Kepada

Kedua Orang Tuaku Sebagai Rasa Cinta dan Terimakasiku

Atas Semua Kasih Sayang yang Tiada Terhingga

Semua Bait-bait do’a Selalu Menemani Langkahku

Seluruh Pengorbanan Selalu Menjadi Semangatku

Terima Kasih untuk Kedua Orang Tuaku Hingga Sekarang Ku

Bisa Menyelesaikan Pendidikan Diploma III ini.

(5)

ABSTRAK

Sistem brine cooling merupakan sebuah mesin yang menggunakan sistem refrigerasi kompresi uap yang dilengkapi dengan refrigeran sekunder, serta memiliki dua kabin yaitu kabin brine dan kabin produk. Distribusi refrigeran sekunder menuju kabin produk harus dilakukan ketika temperatur refrigeran sekunder telah mencapai set point yang diharapkan untuk mengetahui chilling time yang lebih presisi. Untuk itu perlu dilakukan pengontrolan pompa yang beroperasi sesuai dengan set point temperatur yang diberikan agar distribusi refrigeran sekunder dapat dilakukan dengan baik.

Pada tugas akhir ini, dirancang suatu sistem yang dapat mengontrol kerja pompa berdasarkan temperatur yang diberikan dan melakukan monitoring terhadap temperatur dengan objek brine. Alat ini terdiri atas hardware mikrokontroler ATMega16 sebagai otak pengontrolan sistem, LM35 untuk sensor temperatur, LCD 16x2 untuk penampil proses monitoring temperatur, keypad 4x4 sebagai input untuk mengatur set-point temperatur dan driver relay DI-Smart 2 untuk relay yang akan mengontrol pompa. Untuk software program menggunakan Bascom AVR, Proteus 7.9 dengan simulasi program yang telah dibuat dan Extreme Burner untuk memasukan program ke dalam chip mikrokontroler.

Aplikasi pengontrolan dan monitoring temperatur berbasis mikrokontroler ATMega16 ini telah berfungsi dengan baik sesuai rancangan yang dilakukan. Hal ini dibuktikan dengan kesalahan pembacaan temperatur sebesar 1,10_{C dan} pengontrolan pompa berjalan sesuai dengan set point temperatur.

Kata Kunci : Sistem monitoring temperatur, pengontrolan berdasarkan temperatur, mikrokontroler ATMega16, LM35, LCD 16x2, keypad 4x4, relay, Bascom AVR, proteus 7.9, Extreme Burner, error.

i

(6)

ABSTRACT

Brine cooling system is a machine that uses a vapor compression refrigeration system equipped with a secondary refrigerant, and has two cabins that brine cabin and cabin products. The distribution of secondary refrigerant into the cabin when the product should be secondary refrigerant temperature has reached set point that is expected to find more time chilling precision. For it is necessary to control a pump which operates according to the temperature set point is given for the distribution of the secondary refrigerant can be done well.

At this final project, designed a system that can control the pump based on the temperature of the work provided and performed by monitoring the temperature of the object brine. It consists of hardware ATmega16 microcontroller as brain control system, for the LM35 temperature sensor, LCD 16x2 for monitoring the temperature of the viewer, 4x4 keypad as the input set-point of temperature and relay driver DI-Smart 2 for the relay that controls the pump. Bascom AVR, Proteus 7.9 for the simulation program that has been done and Extreme Burner to include programs that have been made to the microcontroller chip.

On the application of temperature-based control and monitoring of this ATmega16 microcontroller is functioning properly according to the design is done, this is evidenced by the temperature there is only error of 1.1 0_{C and}

controlling the pump is running according to the temperature set point.

Key words: temperature monitoring system, based on temperature control, microcontroller ATmega16, LM35, 16x2 LCD, 4x4 keypad, relay, Bascom AVR, proteus 7,9, Extreme Burner, error.

ii

(7)

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada rab’bi, Allah SWT Tuhan Semesta Alam, penjaga langit dan bumi serta seluruh isinya yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya yang sangat tidak terhitung sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan tepat waktu.

Didalam tugas akhir dengan judul “Aplikasi Mikrokontroler ATMega16

Sebagai Pengontrol Operasi Pompa Berdasarkan Temperatur Refrigeran Sekunder” ini penulis sadar bahwa dari awal sampai akhir penyusunan laporan

ini selalu mendapat bantuan moril dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tuaku 2. Kedua kakak dan adikku

3. Bapak Apip Badarudin, ST., MT dan Triaji Pangripto Pramudantoro, ST selaku pembimbing 1 dan 2

4. Bapak Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng, AP. Edi S, ST. MT dan Nur Khakim M.Sc selaku penguji.

5. Bapak Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

6. Seluruh staf dosen pengajar Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung

7. Bapak Nur Khakim M.Sc selaku wali kelas 3 – B

8. Staf administrasi Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, staf perpustakaan dan para teknisi

9. Sahabat-sahabatku Himpunan Mahasiswa Refrigerasi dan Tata Udara (HMRA)

10. Sahabat RAIIIB yang selalu mendukung

11. Nita Rosalina yang selalu memberikan semangat 12. Keluarga besar G-17A

13. Semua pihak yang telah membantu dalam tugas akhir dan penyusunan laporan ini. iii

(8)

Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, Amin. Bandung, 12 Juni 2012 Penulis, Galuh Suryawijaya iv

(9)

DAFTAR ISI

ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii v vii viii ix BAB I BAB II BAB III PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………... 1.2 Tujuan ... 1.3 Batasan Masalah ………... 1.4 Sistematika Penulisan…... DASAR TEORI

2.1 Brine Cooling System... 2.2 Mikrokontroler ATMega16………... 2.2.1 Spesifikasi Mikrokontroler ATMega16... 2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega16………. 2.3 Sensor Temperatur LM35………..……… 2.4 LCD (Liquid Crystal Display)………..………. 2.4.1 LCD character 16x2………..……….. 2.5 Keypad………....……….. 2.6 Relay………....……….. 2.7 Bahasa Basic Compiler Pada BASCOM AVR..……….. 2.7.1 Konstruksi Bahasa BASIC Pada BASCOM AVR…….……. 2.8 Simulasi Pada Proteus 7.9………...……….. RANCANGAN SISTEM

3.1 Tujuan Perancangan Sistem………..… 3.2 Skematik Diagram Alat………... 3.3 Tahap-tahap Perancangan………...………... 3.4 Tabel Pemilihan Hardware……..………..………... 3.5 Pemilihan Hardware Mikrokontroler…….………... 3.6 Pemilihan Sensor Temperatur LM35….………... 3.7 Pemilihan Liquid Crystal Display (LCD)……...………... 3.8 Pemilihan Keypad……… 3.9 Pemilihan Relay……… 3.10 Pemilihan Downloader USBasp………. 3.11 Pemilihan Power Supply...………… 3.12 Rangkaian Hardware Mikrokontroler Secara Keseluruhan……… 3.13 Tabel Pemilihan Software………..……..………..……

1 2 2 3 4 5 5 6 7 8 8 10 12 13 13 18 20 20 21 23 24 25 26 26 26 27 27 27 28 v

(10)

BAB IV

BAB V

3.14 Pemilihan Bahasa Basic dan BASCOM AVR.………..…… 3.15 Pemilihan Proteus 7.9……….……..………..…… 3.16 Pemilihan Extreme Burner AVR………..……..………..…… 3.17 Pemipaan Sistem dan Titik Pengukuran………. 3.18 Instalasi Kelistrikan……… 3.19 Cara Pengoperasian……….……..………..…… PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA

4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware)... 4.1.1 Pengujian Sensor LM35………...………... 4.1.2 Pengujian Keypad dan LCD……... 4.1.3 Pengujian Relay………..…….……… 4.2 Pengujian Perangkat Lunak (Software)..…..……… 4.2.1 Simulasi LM35……….….…..………… 4.2.2 Simulasi Keypad dan LCD………. 4.2.3 Simulasi Relay……….….…..………… 4.2.4 Program Keseluruhan.……….….…..………… 4.3 Pengujian Kerja Sistem…... 4.4 Pengambilan Data Monitoring Temperatur... PENUTUP 5.1 Simpulan………....………... 5.2 Saran………... 29 29 30 30 31 33 36 36 43 45 45 45 46 46 47 51 52 54 54 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

(11)

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 2.1 Konfigurasi Pin ATMega16….………..………...…... 6

GAMBAR 2.2 Sensor LM35…...………..………...…… 8

GAMBAR 2.3 Total Karakter LCD 16x2………..………...… 8

GAMBAR 2.4 Pin Antarmuka LCD 16x2..………..….…... 9

GAMBAR 2.5 Rangkaian Keypad 4x4……… 10

GAMBAR 2.6 Inialisasi Keypad 4x4..………..………...…… 11

GAMBAR 2.7 Keypad 4x4…....…...………..………...…… 11

GAMBAR 2.8 Bagian dan Skematik Relay..………..………...…… 12

GAMBAR 2.9 Driver Relay DI-Smart 2………...…… 13

GAMBAR 2.10 Proteus 7.9 List Menu………...…… 19

GAMBAR 3.1 Skematik Kinerja Rangkaian Alat……… 20

GAMBAR 3.2 Flow Chart Perancangan dan Pembuatan Alat……… 22

GAMBAR 3.3 Konfigurasi ATMega16 yang digunakan.……… 24

GAMBAR 3.4 Rangkaian Power Supply Keseluruhan.………...….. 27

GAMBAR 3.5 Rangkaian Mikrokontrol Keseluruhan.………...…... 27

GAMBAR 3.6 Contoh Tampilan BASCOM AVR....………...…… 29

GAMBAR 3.7 Contoh Tampilan Proteus 7.9………..………...…… 30

GAMBAR 3.8 Contoh Tampilan Extreme Burner AVR.……...…… 30

GAMBAR 3.9 Diagram Pemipaan……….. 31

GAMBAR 3.10 Diagram Kelistrikan……….. 32

GAMBAR 3.11 Start Up Display LCD………....………...…. 33

GAMBAR 3.12 Permintaan Input Temperatur Brine...………...…. 33

GAMBAR 3.13 Penginputan Temperatur Brine……..………...…... 34

GAMBAR 3.14 Tampilan Setting Temperatur Brine dan Produk... 34

GAMBAR 3.15 Persiapan Pengoperasian Sistem...………...…... 34

GAMBAR 3.16 Monitoring Temperatur……….………...…… 34

GAMBAR 3.17 Displaying Shut Down Sistem……..………...…… 35

GAMBAR 4.1 Pengujian Tegangan Output LM35...………...……. 37

GAMBAR 4.2 Pengujian Temperatur LM35 dengan Objek Lingkungan……….. 39

GAMBAR 4.3 Pengujian Temperatur LM35 dengan Objek Evaporator……… 40

GAMBAR 4.4 Pengujian Temperatur LM35 dengan Objek Air……. 41

GAMBAR 4.5 Persiapan Es Batu dan Air Panas…...………...……. 41

GAMBAR 4.6 Grafik Linearisasi LM35 Pertama...………...……. 43

GAMBAR 4.7 Pengujian Relay………...………...……. 45

GAMBAR 4.8 Pengujian Simulasi LM35………...…………....……. 45

GAMBAR 4.9 Pengujian Simulasi Keypad dan LCD….…...…….. 46

GAMBAR 4.10 Pengujian Simulasi Relay.………...………...……. 46

GAMBAR 4.11 Pengujian Simulasi Keseluruhan Kerja Sistem…….. 47

GAMBAR 4.12 Grafik Perbandingan LM35 dengan Termometer Pada Kabin Brine..………. 52

GAMBAR 4.13 Grafik Akurasi Temperatur LM35……… 53

vii

(12)

DAFTAR TABEL

TABEL 2.1 Tipe Data Pada BASCOM AVR....…..………...…...….... 14 TABEL 3.1 Tabel Pemilihan Hardware………..………..……….. 23 TABEL 3.2 Tabel Pemilihan Software..…..….……..………...……….. 28 TABEL 4.1 Data Tegangan Output LM35..………..………...……….. 37 TABEL 4.2 Data Pengujian LM35 dengan Objek Lingkungan……….. 39 TABEL 4.3 Data Pengujian LM35 dengan Objek Evaporator.……….. 40 TABEL 4.4 Data Pengujian LM35 dengan Objek Air………....… 42 TABEL 4.5 Pengujian Keypad dan LCD Sebelum Penyeleksian

Kondisi……… 44

TABEL 4.6 Pengujian Keypad dan LCD Setelah Penyeleksian

Kondisi……… 44

TABEL 4.7 Integrasi Program Terhadap Hardware..………....… 47 TABEL 4.8 Kesesuaian Kerja Pompa Berdasarkan Set Point…….….. 52

viii

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 Flow Chart Pemograman Flow Chart

LAMPIRAN 2 Skematik Sistem Keseluruhan Skematik Sistem

Skematik Simulasi LAMPIRAN 3 Source Code

Code

LAMPIRAN 4 Data Sheet ATMega16 LM35. Keypad 4x4 LCD 16x2 DI-Smart Relay 2 Termometer APPA51 Autonics T4WM

LAMPIRAN 5 Data Pengujian dan Monitoring. Simulasi

Pengujian Keypad Sebelum Penyeleksian Kondisi Pengujian Keypad Setelah Penyeleksian Kondisi Data Temperatur ix

(14)

DAFTAR PUSTAKA

1. Datasheet keypad 4x4.

http://www.datasheetarchive.com/datasheet%20keypad%204x4-datasheet.html. Diunduh pada 6 Mei 2012

2. Datasheet LCD 16x2. www.dfrobot.com/image/data/datasheet.pdf. Diunduh pada 27 April 2012

3. Datasheet Mikrokontroler ATMega16.

www.atmel.com/Images/doc2466.pdf. Diunduh pada 23 April 2012 4. Datasheet Sensor Temperatur LM35.

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/NSC/LM35.html. Diunduh pada 27 April 2012

5. Fahmi. 2012. Definisi Kontroler.

https://fahmizaleeits.wordpress.com/page/4/. Diunduh pada 22 April 2012

6. Mikrokontroler ATMega16. http://belajar-elektronika.com. Diunduh pada 15 Mei 2012

7. Mirza. 2012. Pemograman BASCOM AVR Termometer Digital dengan LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega32.

http://goes- open.blogspot.com/2012/02/pemrograman-bascom-avr-termometer.html. Diunduh pada 16 April 2012

8. Wijana. 2009. Sensor Suhu ATMega16 Menggunakan Bascom AVR. http://www.forumsains.com/mikrokontroler-dan-robotika/sensor-suhu-atmega16-menggunakan-bascom-avr/. Diunduh pada 3 Juni 2012 9.

http://www.avrprojects.info/avr-projects/measure-negative-temperature-with-lm35/. Diunduh pada 23 Mei 2012