Kontrol Fan AC dengan Sensor

LM35 Berbasis Arduino Uno

Oleh

Anjar Setiawan (141611038)

Susanti Arianto (141611061)

Widi Nugroho (141611063)

Kelas 2B

Program Studi D3 Teknik Pendingin dan Tata Udara

Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

2016

Latar Belakang

Seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, saat ini banyak muncul gagasan-gagasan bidang instrumentasi digital. Sistem digital berkembang diaplikasikan pada teknologi mikrokontroler. Sistem ini menyederhanakan sistem dari konvensional menjadi otomatis. Pembuatan tugas besar ini dimaksudkan mengkaji pemanfaatan mikrokontroler pengaturan kipas. Umumnya kipas angin di dalam rumah masih diatur oleh saklar, sehingga pamakai menghidupkan dan mematikan kipas serta mengatur speed kipas secara manual. Adanya rangkaian pengontrol perangkat listrik, pemakai dapat mengontrol kipas menghidupkan dan mematikan serta memindah tingkatan speed kipas secara otomatis. Proses otomatisasi tersebut dikontrol menggunakan program mikrokontroler sehingga dapat mengerakkan relai dan mengatur kecepatan putar kipas. Penyusunan laporan tugas besar ini memerlukan metode amati, tiru dan modifikasi, yaitu metode membuat suatu alat yang pernah dibuat sebelumnya oleh orang lain kemudian dirancang dan dikembangkan serta dimodifikasi sehingga dapat tercipta sebuah alat baru. Prototipe memberikan masukan pada tingkat otomatisasi pesawat kipas angin berbasis mikrokontroler dalam hal ini kita menggunakan Arduino Uno dengan menggunakan sensor suhu. Rangkaian ini dapat mengatur kecepatan kipas berdasarkan suhu ruangan.

Tujuan

1. Membuat pengontrol kipas angin AC menggunakan sensor suhu LM35 dan

komponen-komponen instrumentasi lainnya seperti Arduino Uno, relay modul

dan LED sebagai komponen utama.

2. Mengetahui fungsi dan cara kerja dari sensor suhu LM35, Arduino Uno, Relay

modul, LED dan komponen-komponen lain yang digunakan dalam pembuatan

tugas besar ini.

3. Mengetahui prinsip dari sistem kontrol, fungsi dan kaitan antara

sensor/transduser, pengontrol dan aktuator.

4. Menganalisa bahasa pemrograman yang digunakan dalam IDE dan kaitannya

dengan hasil akhir alat.

Sumber Ide

• https://www.youtube.com/watch?v=18krZsFRzzY

Modifikasi dan Kelebihan Alat

Modifikasi :

1. Menggunakan LED sebagai indikator.

2. Menggunakan fan AC.

3. Program yang diberikan berbeda.

4. Menggunakan relay modul 4 chanel.

Kelebihan Alat :

1. Menyalakan dan mengatur kecepatan fan secara otomatis.

2. Alat ini bisa digunakan 24 jam tergantung kebutuhan.

3. Ada LED sebagai indikator

Deskripsi

1. Sebelumnya pastikan dahulu apakah alat yang dibuat sudah terangkai dengan baik dan

benar . Ketika rangkaian benar, lalu arduino diberikan tegangan maka arduino akan aktif

,ini di tandai dengan lampu indikator yang menyala pada arduino. Dan juga pastikan

bahwa relay modul 4 chanel telah diberikan sumber tegangan yang berbeda selain dari

arduino. Setelah semua terhubung, lalu buatlah program pada script di jendela arduino

IDE. Berikan program sesuai dengan keinginan pada alat yang ingin dibuat. Lalu verify

dan upload.

2. Pada alat yang kami buat, alat ini akan bekerja jika suhu yang terukur sesuai dengan

tegangan pada program yang telah diberikan. Jika suhu yang terukur sesuai dengan

tegangan pada program maka alat akan bekerja.

3. Fan dan relay akan bekerja pada tegangan lebih dari 44 mV dan kurang dari 58 mV

dengan kecepatan sedang dan pada tegangan lebih dari 58mV dengan kecepatan tinggi.

Serta fan dan relay akan mati pada tengan kurang dari 44mV.

4. Sama seperti proses agar fan bekerja, led akan bekerja sesuai dengan tegangan atau suhu

yang terukur. Led di sini digunakan sebagai indikator fan mati, kecepatan rendah,dan

kecepatan tinggi.

Alat dan Bahan

1. Arduino Uno

2. Relay Module

3. IC LM35

4. LED

5. Fan AC

6. PCB

7. Kabel

8. Resistor

9. Bor

10. Akrilik

11. Kawat Timah

12. Solder

13. Lem

14. Cutter

Arduino Uno

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler

yang didasarkan pada ATMega328 (datasheet).

Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output

(6 diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM),

6 input analog, sebuah isolator kristal 16 MHz, sebuah

koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header,

dan sebuah tombol reset. Arduino UNO memuat

semua yang dibutuhkan untuk menunjang

mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah

komputer dengan sebuah kabel USB atau

mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau

menggunakan baterai untuk memulainya.

Spesifikasi Arduino Uno

• Mikrokontroler ATmega328

• Catu Daya 5V

• Teganan Input (rekomendasi) 7-12V

• Teganan Input (batasan) 6-20V

• Pin I/O Digital 14 (of which 6 provide PWM output)

• Pin Input Analog 6

• Arus DC per Pin I/O 40 mA

• Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3V 50 mA

• Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5 KB digunakan oleh bootloader

• SRAM 2 KB (ATmega328)

• EEPROM 1 KB (ATmega328)

• Clock Speed 16 MHz

Relay Module

Relay merupakan komponen elektronika yang terdiri

dari dua bagian yaitu elektromagnetik yang berupa

kumparan dan kontak poin. Secara sederhana relay

dapat diartikan sebagai komponen untuk mengalirkan

listrik dengan arus yang besar dengan yang

menggunakan kendali listrik dengan arus kecil. Oleh

karena itu relay biasa digunakan pada kendaraan

misalnya pada rangkaian lampu kepala. Pada

umumnya relay memiliki 4 terminal yakni terminal

30 dan 87 yang berhubungan dengan kontak point

dan juga terminal 85 dan 86 yang berhubungan

dengan elektromagnetik.

Cara Kerja Relay

ketika kumparan atau elektromagnit dialiri arus

listrik yakni melalui terminal 85 dan 86 maka

kumparan tersebut akan menimbulkan gaya

kemagnitan. Kemagnitan inilah yang kemudiaan

menarik kontak poin sehingga terminal 30 dan 87

terhubung.

IC LM35

Sensor suhu LM35 merupakan komponen elektronik dalam

bentuk chip IC dengan 3 kaki (3 pin) yang berfungsi untuk

mengubah besaran fisis, berupa suhu atau temperature

sekitar sensor menjadi besaran elektris dalam bentuk

perubahan tegangan. Sensor suhu LM35 memiliki parameter

bahwa setiap kenaikan 1 ºC tegangan keluarannya naik

sebesar 10 mV 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.

Karakteristik Sensor Suhu IC LM35

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 0,5 ºC 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 yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban

1 mA.

Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik yang berfungsi menahan arus litrik. Karena arus listrik berhubungan dengan tegangan listrik, sehingga jika suatu tegangan listrik dilewatkan pada resistor maka akan terjadi penurunan pada tegangan tersebut.

Langkah Pembuatan

• Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan, beserta datasheet dari setiap komponen (jika ada).

• Buat diagram alir dari alat, kemudian buat skematik diagramnya.

• Buat script program pada IDE berdasarkan diagram alir yang telah dibuat.

• Rangkai PCB

• Hubungkan relay module ke arduino, sebagai berikut:

• Vcc ke 5volt

• Relay1 ke pin 2

• Relay 2 ke pin 3

• Relay 3 ke pin 4

• Relay 4 ke pin 5

• Kemudian hubungkan kaki sensor suhu lm35 ke arduino, sebagai berikut:

• Vcc ke 5 volt arduino

• Anadi arduinolog input ke A1 di arduino

• Ground ke ground

• Kemudian hubungkan LED ke arduino, sebagai berikut:

• Pin 8 ke LED warna hijau melalui resistor 47 ohm.

• Pin 9 ke LED warna merah melalui resistor 47 ohm.

• Pin 10 ke LED warna biru melalui resistor 47 ohm.

• Kemudian hubungkan relay module ke fan AC.

Flow Chart

IC LM35 Objek Arduino

Uno

Aktuator

Indikator

Display

Script Program

Gambar Rangkaian

Data Pengujian

TEGANGAN [mV] SUHU [°C] INDIKATAOR LED

KETERANGAN HIJAU MERAH BIRU

43 20 NYALA FAN MATI

44 21 NYALA FAN KECEPATAN

SEDANG

58 27 NYALA FAN KECEPATAN

TINGGI

60 29 NYALA FAN KECEPATAN

TINGGI

62 31 NYALA FAN KECEPATAN

TINGGI

Analisa

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dari data pengujian bahwa ada tiga indikator kecepatan fan, yaitu kecepatan tinggi, kecepatan sedang dan fan mati. Jika tegangan kurang dari 44 mV dan temperatur sekitar 21°C maka fan tidak akan berputar, hal ini ditandai dengan lampu indikator merah menyala. Selain itu, jika tegangan lebih dari 44 mV dan kurang dari 58 mV maka fan akan berputar dengan kecepatan sedang, hal ini ditandai dengan menyalanya lampu indikator biru. Sedangkan, jika tegangan di atas 58 mV atau suhu sekitar 28°C maka fan akan berputar dengan kecepatan tinggi, hal ini ditandai dengan indiktaor lampu hijau yang menyala.

Hasil Akhir

Kesimpulan

• Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor suhu LM35 dapat mengontrol kecepatan kipas angin dengan kecepatan tinggi dan sedang berdasarkan suhu yang telah di atur pada software IDE arduino Uno.

• Arduino berfungsi sebagai mikrokontroler. LM35 sebagai sensor suhu. Relay module sebagai pengubah tegangan Ac ke DC dan LED sebagai indikator. Sedangkan fan berfungsi sebagai indikator.

Saran

• Untuk lebih memperbaiki dan menyempurnakan kinerja dari alat ini, maka kami menyarankan :

• Gunakan LCD untuk mengetahui tegangan dan suhu yang terukur tanpa perlu menggunakan serial monitoring di laptop.

• Pertimbangkan dengan matang rancang bangun, khsusunya pada penempatan kipas dan LED.

• Bisa ditambahkan switch untuk memudahkan menyalakan dan mematikan alat tanpa mencabut kabel USB pada laptop dan power pada sumber PLN.

• Bisa ditambahkan buzzer untuk dijadikan indikator selain LED.

• Bisa ditambahkan bluetooth module HC05 untuk menyalakan dan mematikan alat seperti switch.