Pemanas Air dengan Pengendali Jarak Jauh
Anisa Chandra
Wibawa1 ; M. Robby Darmawan2 ; M. Zaenal Antoni Cahaya
Putra 3, Samuel BETA4
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik
Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
E-mail : anisachandra4@gmail.com1, robhydarmawan12@gmail.com2, zaenalantoni79@gmail.com3, sambetak2@gmail.com4
Abstrak –
Kontrol pemanas menggunakan Arduino Uno sebagai
mikrokontrolernya. Sistem kontrol pemanas ini menggunakan remote kontrol
berbasis RF433Mhz. RF433Mhz adalah modul yang terdiri dari dua rangkaian, yaitu rangkaian receiver
(RX) sebagai penerima data dan rangkaian transmiter (TX) sebagai
pengirim data. Rangkaian transmitter (TX) terpasang dengan saklar push
button sebagai masukan remote kontrolnya. Sementara rangkaian receiver
(RX) ada dalam box sebagai penerima perintah dan tersambung dengan relay yang
akan menjalankan keluaran heater atau pemanas air. Digunakan
saklar push button aktif rendah, jadi apabila saklar push button pada remote
kontrol ditekan data logika LOW akan dikirim oleh transmitter (TX) untuk kemudian diterima receiver (RX) dalam box
untuk menyalakan relay dan heater
akan bekerja atau ON, saat saklar logika HIGH, relay tak bekerja dan heater
akan mati atau OFF. Remote kontrol berbasis RF433Mhz ini dapat mengendalikan ON
dan OFF pemanas pada jarak tertentu sesuai spesifikasi dari modul RF tersebut. Sensor
arus menggunakan modul ACS712 ditambahkan untuk mendeteksi ada arus yang
mengalir, dan sensor suhu DS18B20 ditambahkan untuk menyalakan buzzer ketika
mencapai suhu tertentu. Tampilan suhu dapat dilihat pada modul seven segment
yang telah dipasang di luar.
Kata kunci: Arduino, RF433Mhz,
Saklar Push Button, Sensor Suhu DS18B20, Sensor Arus ACS712, Seven Segment
MAX 7219
Abstract - heating
control using Arduino Uno and Arduino Nano as mikrokontrolernya. The heating
control system using a remote control-based RF433Mhz. RF433Mhz is a module that
consists of two circuits, the receiver circuit (RX) as the data receiver and transmitter
circuit (TX) as the sender data. Circuit transmitter (TX) attached with push
button switch as a remote control input. Whereas the receiver (RX) in the box
as a command receiver and connected to the output relay that will run the
heater or water heater. Used push button switch is active low, so if the switch
push button on the remote control is pressed the data logic LOW will be sent by
the transmitter (TX) and then received the receiver (RX) in the box to turn on
the relay and heater will work or ON, when the switch logic HIGH, relay is not
working and the heater will die or OFF. RF433Mhz based remote controls for
controlling ON and OFF the heater at a certain distance according to
specifications of the RF module. ACS712 current sensor uses a module is added
to detect the current flowing, and temperature sensors with added modules to
power the buzzer when achieve certain temperature. Temperature display can be
seen on seven segment
Keywords: Arduino,
RF433Mhz, Push Button Switches, Temperature Sensor DS18B20, Flow Sensor ACS712, seven segment MAX 7129.
I.
PENDAHULUAN
Heater merupakan alat yang berfungsi
untuk memanaskan air ataupun memasak air. Heater banyak digunakan pada rumah
tangga, pabrik, maupun rumah sakit, karena penggunaannya yang mudah dan praktis.
Akan tetapi dengan kepraktisan heater ini, membuat banyak orang lalai, karena
terkadang mereka lupa kalau sedang menggunakan heater. Lalu air yang mereka
masak lama-lama akan habis dan bisa saja terjadi kebakaran akibat kelalaian
tersebut.
Kemudian dibuatlah heater otomatis
ini, karena bisa dikontrol menggunakan remote, dan apabila lupa untuk
dimatikan, alarm akan berbunyi, dan dalam waktu tertentu heater akan otomatis
mati.
II.
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1
Arduino Uno
Arduino merupakan sebuah platform physical computing yang
bersifat open source. Arduino adalah kombinasi dari hardware, bahasa
pemrograman dan integrated development environment (IDE). IDE merupakan
software yang digunakan untuk menulis program, mengkompilasi menjadi kode biner
dan meng-upload ke dalam memori mikrokontroler.
Mikrokontroler yang digunakan dalam penelitian ini adalah Arduino
UNO.Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328.Arduino Uno
memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan sebagai output
PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB, jack catu daya
eksternal, header ICSP, dan tombol reset.
Gambar 1.
Arduino UNO
2.2
Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan
mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan
breadboard.Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk
Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano
kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam
paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel
Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B.
Gambar 2.
Arduino Nano
2.3
Saklar Push
Button
Push button switch
hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off . Saklar yang penulis gunakan adalah
tipe NO atau Normally Open, dan diatur akan ON saat aktif rendah. Pemasangan
saklar ini dilengkapi dengan R pull up untuk menghindari kondisi floating
(mengambang). Dengan pull-up resistor, pin input akan terbaca high saat tombol
tidak ditekan. Dengan kata lain, sejumlah kecil arus mengalir antara VCC dan
pin input (tidak ke ground), sehingga pin input dibaca mendekati VCC. Ketika
tombol ditekan, maka akan menghubungkan pin input langsung ke ground. Arus
mengalir melalui resistor ke ground, sehingga pin input akan terbaca dalam
keadaan low. Jika resistor tidak ada, tombol akan menghubungkan VCC ke ground,
keadaan ini disebut short (hubungan singkat).
Gambar 3.
Saklar Push Button
2.4
Modul RF433Mhz
Rangkaian modul RF433
terdiri dari dua rangkaian yaitu rangkaian receiver (RX) sebagai penerima data
dan rangkaian transmiter (TX) sebagai pengirim data. RF433 adalah rangkaian
pengirim dan penerima data yang berbasis ASK (Aplitude – Shift Keying). Pada
rangkaian receiver tersebut terdapat 3 pin yaitu VCC, ground, danpin data.
Tengangan masukan untuk modul ini bernilai 5 volt DC. Sedangkan untuk receiver
data output-nya high bernilai 1/2Vcc dan nilai terendahnya 0,7 volt. Untuk
Transmitter ada empat pin pada rangkaian tersebut yaitu pin VCC, ground, data1,
dan data2. Transmiter ini memiliki batas tegangan 3-12V, dimana semakin besar
nilai tegangannya semakin kuat pula pengiriman datanya.
Gambar 4. Modul
Radio Frekuensi tipe RF433Mhz
Modul RF315/433MHz
yang umumnya beredar tidak dilengkapi dengan antenna sehingga jangkauannya
hanya beberapa cm. Agar jangkauannya bisa jauh hingga ratusan meter, maka
penulis perlu menyolder antenna ke modul tersebut. Penulis dapat menggunakan
kawat tembaga sebagai antenna. Adapun ukuran kawat yang digunakan untuk modul
433MHz dapat menggunakan kawat dengan ukuran sekitar 17cm.
Perlu diingat bahwa
proyek kali ini menggunakan 2 buah arduino, masing-masing untuk transmitter dan
receiver. Sebelum melanjutkan ke proses implementasi, penulis terlebih dahulu harus mengenali pinout pada
modul RF315/433MHz. Berikut ini adalah pinout pada modul transmitter
danreceiver: Arduino Uno
Tabel 1. koneksi antara arduino dan modul RF315/433MHz
(koneksi ini sama untuk modul transmitter dan receiver):
Arduino
|
RF315/433MHz
|
GND
|
GND
|
5v
|
Vcc
|
Pin 10
|
Data
|
2.5
Sensor Suhu
Modul yang digunakan penulis merupakan sensor suhu
DS18B20 dengan kemampuan tahan air (waterproof). Cocok digunakan untuk mengukur
suhu pada tempat yang sulit atau basah.Meskipun
secara datasheet sensor ini dapat membaca bagus hingga 125°C, namun dengan
penutup kabel dari PVC disarankan untuk penggunaan tidak melebihi 100°C.
Gambar 5. Sensor suhu
DS18b20 waterproof
2.6
Buzzer
Buzzer adalah sebuah
komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi
getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud
speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma
dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet,
kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan
polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap
gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat
udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai
indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah
alat (alarm).
Gambar 6. Buzzer
2.7
Sensor
arus
Pada proyek ini, penulis
memilih modul sensor arus type ACS712. Sensor arus dari keluarga ACS-712
ELC-05B adalah solusi
untuk pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan
sistem-sistem komunikasi.Sensor ini biasanya digunakan untuk mengontrol motor,
deteksi beban listrik, switched-mode
power supplies dan
proteksi beban berlebih.Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang
tinggi, karena didalamnya terdapat rangkaian low-offset
linear Hall dengan
satu lintasan yang terbuat dari tembaga.cara kerja sensor ini adalah arus yang
dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang
menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan
proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara
pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang menghasilkan
medan magnet dengan hall
transducersecara berdekatan. Persisnya, tegangan proporsional yang rendah
akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat untuk
ketelitian yang tinggi oleh pabrik. Dimana titik tengah output sensor sebesar (>VCC/2)
saat peningkatan arus pada penghantar arus yang digunakan untuk pendeteksian.
Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,5mΩ dengan daya yang
rendah.Ketebalan penghantar arus didalam sensor sebesar 3x kondisi overcurrent.
Gambar 7. Sensor Arus
ACS712
2.8
LED
LED merupakan keluarga dari
Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan
Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N).
LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward)
dari Anoda menuju ke Katoda.
Gambar 8. LED
2.9
Seven
Segment MAX7219
Gambar 9.
MAX7219
MAX7219 adalah IC yang berguna
sebagai driver antarmuka antara mikro-kontroller dengan LED 7 Segmen (hingga 8-digit),
tampilan balok (bar display), atau 64 LED individual yang bersifat common
cathode. Antarmuka serial ini dapat mencapai kecepatan hingga 10 MHz. Dalam
chip ini sudah tersedia dekoder BCD (kode-B), rangkaian pemindai multiplekser,
pengarah (driver) segmen dan digit, dan 8x8 RAM statik untuk mengingat setiap
kondisi setiap digit (latched state).
III.
PERANCANGAN
ALAT
3.1
Perangkat
Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun
sistem yang digunakan yaitu :
a.
Heater
b.
Sensor Arus
c.
Sensor Suhu
d.
Push Button
e.
LED
f.
Relay
g.
RF433 Module
h.
Seven Segment MAX712
3.2
Blok Diagram Hubungan Komponen Utama
Blok
diagram aplikasi Arduino menggunakan masukan sensor arus dan sensor suhu dengan
luaran buzzer, relay, dan seven segmen
dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 10.
Diagram Blok
3.3
Perangkat Lunak
Untuk diagram alir, program aplikasi
Arduino UNO menggunakan masukan sensor suhu, sensor arus dan switch.
Gambar 11
Diagram Alir
3.4 Gambar Rangkaian
Gambar 12 Rangkaian Pemanas
3.5 Pengawatan
Gambar Pengawatan Dalam
Gambar Pengawatan Luar
IV.
Pengujian
Alat
Pengujian ini bertujuan untuk
mengecek masukan dari switch, sensor suhu, dan sensor arus yang hasilnya
digunakan untuk menyalakan heater, LED, dan buzzer. Program disetting agar buzzer menyala saat suhu
1000C sebanyak 5 kali. Setelah dilakukan pengujian, ketika switch
ditekan maka akan memberikan perintah on dan sinyal akan diterima oleh TX yang
kemudian akan meng-on-kan sensor suhu dan sensor arus sehingga heater bekerja.
Besarnya suhu dapat dilihat pada seven segment. Ketika telah mencapai 1000C
maka buzzer akan berbunyi sebanyak lima kali dan heater otomatis akan off.
V.
KESIMPULAN
Setelah melakukan
percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat
pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan:
a.
Saklar push button
yang digunakan adalah aktif rendah.
b.
Pemasangan saklar dilengkapi dengan R pull up
untuk menghindari kondisi floating (mengambang).
c.
Saat saklar tidak ditekan akan memiliki
logika tinggi.
d.
Jarak maksimal
antara transmitter dan receiver modul RF433Mhz adalah kurang
lebih 8 meter.
e.
Respon kerja dari
modul RF433Mhz tergantung dari jangkauan sinyal frekuensi pada ruangan, adanya
jaringan nirkabel lain dapat sedikit
berpengaruh pada kerja modul.
f.
Buzzer dipasang
sebagai indikator bahwa heater telah mencapai suhu tertentu sesuai dengan perintah
program sehingga ketika air mendidih, heater bisa segera dimatikan.
g. LED berfungsi sebagai indikator
bahwa ada arus yang mengalir karena rangkaian telah dilengkapi dengan sensor
arus ACS712.
h. Besarnya nilai suhu pada heater
ditampilkan pada seven segment MAX7219.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Lampiran
1. Diagram Blok
2. Diagram Alir Transmitter
3. Diagram Alir Receiver
4. Gambar Rangkaian
5. Diagram Pengawatan Luar
6. Diagram Pengawatan Dalam
7. Power Point Presentasi
8. Program
9. Jurnal
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Lampiran
1. Diagram Blok
2. Diagram Alir Transmitter
3. Diagram Alir Receiver
4. Gambar Rangkaian
5. Diagram Pengawatan Luar
6. Diagram Pengawatan Dalam
7. Power Point Presentasi
8. Program
9. Jurnal
REFERENSI
[4]
http://belajararduino.com/sensor-arus-acs712-arduino/
[5] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/search?q=pemanas+air+jarak+jauh
[5] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/search?q=pemanas+air+jarak+jauh
Anisa Chandra Wibawa
Apabila ada kritik, saran dan
pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa via email: anisachandra4@gmail.com
|
Muhammad Robby Darmawan
 Penulis dilahirkan di Salatiga, 9 Juli 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri 1 Saltiga, SMP N 6 Salatiga, dan SMK N 2 Salatiga. Tahun 2015 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Pogram Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.15.1.13. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa via email : robhydarmawan12@gmail.com2 |
Muhammad Zaenal Antoni Cahaya Putra
Penulis dilahirkan di Tuban, 7 Juni 1996. Penulis telah menempuh
pendidikan formal di SD Negeri 1 Plumpang, SMP N 1 Plumpang, dan SMK N 1
Tuban. Tahun 2015 Penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan
diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri
Semarang (Polines) dengan Pogram Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.15.1.14. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian
ini, bisa via email : zeanalantoni79@gmail.com
|
No comments:
Post a Comment