TINJAUAN PUSTAKA
2. Software pada Arduino
Masing-masing dari 14 pin UNO dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan perintah fungsi pinMode(),
26
digitalWrite(), dan digitalRead() yang menggunakan tegangan operasi 5 volt. Tiap pin dapat menerima arus maksimal hingga 40mA dan resistor internal pull-up antara 20-50kohm, beberapa pin memiliki fungsi kekhususan antara lain:
• Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Sebagai penerima (RX) dan pemancar (TX) TTL serial data. Pin ini terkoneksi untuk pin korespondensi chip ATmega8U2 USB-toTTL Serial.
• External Interrupts: 2 dan 3. Pin ini berfungsi sebagai konfigurasi trigger saat interupsi value low, naik, dan tepi, atau nilai value yang berubah-ubah.
• PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Melayani output 8-bit PWM dengan fungsi analogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin yang support komunikasi SPI menggunakan SPI library.
• LED: 13. Terdapat LED indikator bawaan (built-in) dihubungkan ke digital pin 13, ketika nilai value HIGH led akan ON, saat value LOW led akan OFF.
• Uno memiliki 6 analog input tertulis di label A0 hingga A5, masing-masingnya memberikan 10 bit resolusi (1024). Secara asal input analog tersebut terukuru dari 0 (ground) sampai 5 volt, itupun memungkinkan perubahan teratas dari jarak yang digunakan oleh pin AREF dengan fungsi analogReference().
Arduino IDE Pada softwarenya, Arduino Uno memakai Arduino IDE. IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment
27
Enviroenment, atau secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan untuk melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan karena melalui software inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan fungsi-fungsi yang dibenamkan melalui sintaks pemrograman.
Program yang ditulis dengan menggunaan Arduino Software (IDE) disebut sebagai sketch.
2.4 Sensor Temperature LM-35
Sensor suhu LM35 merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan. Sensor suhu LM35 memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1ºC tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5 V pada suhu 150°C.
Misalnya pada perancangan menggunakan sensor suhu LM35 kita tentukan keluaran adc mencapai full scale pada saat suhu 100°C, sehingga saat suhu 100°C tegangan keluaran transduser (10mV/°C x 100°C) = 1V.[6]
Persamaan(2.1)
Sensor suhu LM35 telah dikalibrasi secara internal dalam Celcius dengan sensitivitas 10mV/0C dan sensor ini dapat beroperasi pada suhu -550C hingga + 1500C dan pada tegangan 4 V hingga 30V . Sensor ini hanya membutuhkan 60 micro Ampere untuk beroperasi
V in / °C x 100 °C = V out put
28
sehingga memiliki peningkatan panas yang sangat rendah yaitu kurang dari 0.10C pada keadaan udara tidak bergerak. Berikut adalah bentuk dari sensor
Gambar 2.5 Sensor Suhu LM 35
Sumber Gambar Google 2017
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor suhu LM35 :
a) Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
b) Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC • Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150ºC.
c) Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
d) Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
e) Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara normal.
f) Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
g) Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
2.5 Perancangan Sistem Otomasi.
Spesifikasi alat yang akan dibuat adalah: daya 2200 watt, tegangan 220 volt AC, range suhu uap 80 - 100 oC, range tekanan uap 1 - 2,02 bar (29,29762 psi), jumlah air 21,195 liter, kapasitas tangki 10 kg bahan baku.
29
Komponen yang digunakan pada alat ini sebagai berikut:
MCB 10 A, power supply, mikrokontroler Arduino Mega 2560, LCD 20x4, modul relay, sensor level air, sensor suhu lm35, sensor tekanan MPX5500D, heater dan motor servo.
Gambar: 2.6 diagram blok rancangan sistem otomasi
2.6 Diagram Alir
Gambar 2.6 menunjukkan diagram alir sistem otomasi. Sistem otomasi yang dirancang mendapatkan suplai tegangan 220 volt AC.
Tegangan akan masuk ke MCB yang berfungsi untuk membatasi arus yang masuk sebesar 10 A. Sumber power ini akan terbagi menjadi dua, yaitu untuk suplai heater dan adaptor yang berfungsi sebagai sumber tenaga mikrokontroler dan pompa. Keluaran sensor akan menjadi input mikrokontroler. Mikrokontroler akan memerintahkan relay untuk close atau open sehingga motor servo dan heater akan ON atau OFF
LCD 16X2
LM-35
Heater er Mikrokontroller
Relay no/nc
30
Gambar: 2.7 Diagram alir.
Gambar: rangcangan flowchat karya ilmiah terapan 2.7. Kerangka Penelitian
1. Pengumpulan data
Merupakan suatu peryataan (statement) tentang sifat, keadaan, kegiatan tertentu dan sejenisya. Pengumpulan data di lakukan untuk memperoleh informasi yang di butuhkan dalam rangka mancapai tujuan penelitian.
2. Merancang system kontrol otomasi
Suatu perangkat atau susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehingga dapat memerintah, mengarahkan atau mengatur diri sendiri atau orang lain baik sebagian maupun seluruhnya
Start
Input
Mikrokontroller (Poses)
Suh u <
Lcd display
Suhu
< 60 Heater
off Heate
r on
31
sistem yang di gunakan untuk membuat suatu perangkat menjadi terkendali sesuai dengan yang di inginan.
3. Pengujian system kontrol otomasi
Pengujian program oerangkat lunak yang lengkap dan terigrasi.Perangkat lunak atau sering di sebut software hanyalah satuan elemen dari system berbasis computer yang lebih besar.
4. Menerapkan system kontrol otomasi
Suatu perbuatan mepraktekkan suatu teori, metode, dan hal lain untuk mencapai tujuan tertentu dalam perancangan system kontrol
5. Monitoring kontrol pada boiler
Proses rutin pengumpulan data dan pengukuran kemajuan atas objek program / memantau perubahan, yang focus pada proses dan keluaran system kontrol.
6. Kesimpulan
Sebuah gagasan yang tercapai pada akhir pengujian / hasil dari pengujian peratan system kontrol.
32 BAB III
METODE PENELITIAN 3.1. Jenis dan metode penelitian
Menurut Sukmadinata (2009:53-60), penelitian kualitatif adalah penelitian yang digunakan untuk mendeskripsikan dan menganalisis fenomena, peristiwa, aktivitas sosial, sikap, kepercayaan, presepsi, dan orang secara individual maupun kelompok. Sukmadinata (2009:18), menyatakan bahwa penelitian deskriptif bertujuan mendefinisikan suatu keadaan atau fenomena secara apa adanya. Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa jenis penelitian ini menggunakan penelitian kualitatif, karena analisis datanya berupa kata - kata tertulis atau lisan dan mempertimbangkan pendapat orang lain yang bisa disebut dengan narasumber.
Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan menggunakan metode kualitatif dalam Penyusunan karya ilmiah terapan :
• Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku- buku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas karya ilmiah terapan ini.
• Dokumenter, yaitu dengan mendapatkan sumber informasi berdasarkan data atau arsip yang telah ada sehingga dapat membantu penulis dalam mengerjakan tugas karya imliah terapan ini.
• Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas karya imiah ini.
33
Perancangan sistem hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Gambar rancangan akan di perlihatkan dalam proteus dan prototype yang akan di rancang
3.2. Lokasi Penelitian
Penulis mengadakan penelitian pada saat praktek layar di atas kapal.
Adapun data kapal sebagai berikut:
NAME OF VESEL : MV OCEAN MAKMUR
CALL SIGN : 9V5374
NATIONALITY : SINGAPORE PORT OF REGISTRY : SINGAPORE
OWNER : OCEAN21 HOLDING Pte Lyd
GRT/NRT : 34.578 T / 19.663T
L.O. A : 199,99 M 27 LBP : 193 M
BEAM : 32.25 M
BUILDER OF SHIP : MES - TAMANO / TS 1922
IMO. NO : 9760093
CLASIFICATION : NKK / 171775 TYPE OF SHIP : BULK CARIER MAIN ENGINE MAKER : Mitsui MAN B&W
TYPE MAIN ENGINE : Mitsui MAN B&W 6S50ME- B9.3x1Set
DRAFT : 60.0 MT
AUXILARY ENGGINE : 3 (tiga) Unit Daihatsu 570 kW4.1.3
34
3.3. Jenis dan Sumber Data
Data yang dikumpulkan dan digunakan dalam penyusunan karya ilmiah terapan ini adalah data yang merupakan informasi yang diperoleh penulis melalui teori-teori dari buku, dan uji coba peralatan.
1. Data Primer.
Data primer adalah data yang hanya dapat diperoleh dari sumber asli atau pertama melalui narasumber yang tepat dan dijadikan responden dalam penelitian. Penelitian ini mendapatkan data primer ini melalui observasi dokumentasi dan wawancara bagaimana membuat system kontrol otomatis dengan menggunakan microcontroller dan bagaimana prinsip kerja boiler yang ada di kapal MV Ocean Makmur. Adapun yang menjadi sumber data primer dalam penelitian ini adalah Chief Engineer dan Electrician yang mengetahui dan bertanggung jawab atas machinery di atas kapal.
2. Data Sekunder.
Data sekunder merupakan data yang sudah tersedia sehingga peneliti tinggal mencari dan mengumpulkan informasi yang sudah ada. Data ini diperoleh dengan lebih mudah dan cepat karena sudah tersedia. Data yang diperoleh dalam penelitian ini berupa data-data yang nyata sesuai dilokasi, karena di kapal sudah tersedia data-data yang ada. Data tersebut berupa dokumen dokumen dan manual book prosedur pengoperasian dan perawatan boiler yang ada di kapal MV Ocean Makamur.yang akan peneliti gunakan sebagai data sekunder untuk menunjang karya ilmiah terapan.
35
3.4. Teknik Pengumpulan Data
Berdasarkan latar belakang dan perumusan masalah yang penulis lakukan sebelumnya, maka dalam penyusunan karya ilmiah terapan ini dibutuhkan suatu pengamatan. Sehingga mampu mendapatkan data yang benar, agar tujuan penulisan karya ilmiah terapan dapat tercapai dan sesuai dengan judul yang penulis ambil. Disini penulis menggunakan beberapa metode dalam penulisan karya ilmiah terapan ini. Adapun metode pengumpulan data yang penulis pergunakan yaitu :
1. Metode Observasi
Dengan buku yang berjudul Metodologi Penelitian & Teknik Penyusunan karya ilmiah terapan. Observasi adalah teknik pengumpulan data yang dilakukan melalui suatu pengamatan, dengan disertai pencatatan-pencatatan terhadap keadaan dari objek (eralatan) Metode ini dilakukan melalui pengamatan langsung pada obyek. Baik konstruksi, cara pengoperasian dan perawatan, serta permasalahan yang sering terjadi dan cara penggunaannya.
Tujuan penulis mengadakan observasi adalah agar mengerti akan keadaan obyek yang dijadikan topik yaitu menerapkan sitem control pada boiler pada microkontroler dengan mengetahui prinsip kerja boiler penulis dapat menerapakannya dengan microcontroller dalam pengontrolan suhu panas yang ada pada boiler dan di simulaikan pada prototype nantinya.
2. Metode Studi Pustaka
Studi pustaka bertujuan mengumpulkan data dan informasi dengan bantuan macam-macam material referensi penunjang yang berupa
36
buku manual book boiler yang ada di mv ocean makmur, catatan-catatan, dan dokumen.
Manfaat yang diperoleh dari metode studi pustaka adalah :
a). Untuk menggali teori-teori dasar dan konsep yang telah dikemukakan penulis terdahulu. Boiler merupakan mesin kalor (thermal engineering) yang menstransfer energi –energi kimia atau energi otomis menjadi kerja (usaha) (Muin 1988:28) dan Boiler atau ketel steam adalah suatu alat berbentuk bejana tertutup yang digunakan untuk menghasilkan steam. Steam diperoleh dengan memanaskan bejana yang berisi air dengan bahan bakar (Yohana dan Askhabulyamin 200:13).
c). Untuk memperoleh orientasi yang luas mengenai topik yang akan dipilih.
d). Agar dapat mengetahui buah duplikasi penulisan dan dipelajari bagaimana mengungkapkan buah pikiran secara sistimatis, krisis dan ekonomis.
3. Metode Dokumentasi
Metode ini dilakukun dengan mengambil gambar tentang obyek yang diteliti sehingga penulis dapat mengetahui cara pengoperasian peralatan dan perawatan perawatan mesin yang berkaitan dengan proses proses pengambilan data sebagai penunjang dalam penyusuana karya ilmiah terapan yang akan di rancang menggunakan microkontroller untuk kontrol suhu pada boiler yang nantinya bisa di terapakan di dalam dunia industri atau machinery di atas kapal nantinya
37
3.5. Teknik Analisis Data
Proses analisis data merupakan proses memilih dari beberapa sumber maupun permasalahan yang sesuai dengan penelitian yang akan dilakukan.
Pada penulisan Karya Ilmiah Terapan ini. Penyajian untuk penulisan karya ilmiah terapan ini adalah menggunakan metode Deskriptif. Yaitu penulisan yang berisi paparan dan uraian mengenai suatu obyek perancangan suatu sistem kontrol terhadap suatu peralatan .
Metode ini digunakan untuk memaparkan secara rinci dengan tujuan memberikan informasi mengenai masalah yang timbul dan berhubungan dengan materi pembahasan karyailmiah terapan. Dari data-data tersebut yang penulis kumpulkan waktu praktek layar dan membaca referensi dari buku buku lain sebagai penunjang dalam proses penyusunan karya ilmiah terapan.
DAFTAR PUSTAKA
Decy, Nataliana, Nandang Taryana dan Eqi Rifqi Farisi (2016).Pengendalian Level Air Pada Steam Drum Boiler Berbasis DCS (DISTRIBUTED CONTROL SISTEM).
BANDUNG: Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Nasioanal.
Eko, Kristianto,(2013).Monitoring Suhu Jarak Jauh Generator AC. Yogyakarta:
Universitas Negeri Yogyakarta, Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Fachnur, Firdaus I. T. & Syamsir Abduh (2012) Perancangansistem otomasi tekanan
uap,suhu, dan level air pada distilasi air dan uap menggunakan Mikrokontroller.
JAKARTA: Universitas Trisakti, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri.
Johanson,Wahyu Eko Sudiyatmoko, Edric Sebastian, dan Jimmy Linggarjati,(2017) Sistem Pemantauan Volume Air Berbasis Ultrasonik Dengan aplikasi Gui .JAKARTA:
Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Bina Nusantara, Kadir, Abdul. (2017)“From Zero To A Pro Arduino Edisi Revisi“ Penerbit Andi:
Yogyakarya.
Renaldi Astoto, Laurentius (2017) Stasiun Cuaca Mini Berbasis Arduinomega2560
Dengan Tampilan Web. YOGYAKARTA: Universitas Sanata Dharma,Fakultas Sains Dan Teknologi.
Riduwan (2015) Metode & Teknik Menyusun Proposal Penelitian. Bandung : Alfabeta.
Santoso, Hari (2015) Panduan Praktis Arduino Untuk Pemula. Treanggalek :Elangsakti.
Takayama, S & Nomura, S (2017) Manual Book Intruction Book For Composite Boiler.
Mitsui Engineering&Shipbuilding Co,.LTD.