i

LAPORAN PROYEK AKHIR

PROTOTIPE PENGERING GABAH

DENGAN PENGENDALI SUHU DAN WAKTU

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Sebagai salah satu Syarat untuk memperoleh derajat Ahli Madya (A.Md)

Kosentrasi Elektronika pada Program Diploma Teknik Elektro

Disusun oleh :

ADI WIBOWO

NIM: 07/251467/NT/12064

PROGRAM DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2011

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : PROTOTIPE PENGERING GABAH DENGAN PENGENDALI

SUHU DAN WAKTU BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA8535

Nama : Adi Wibowo

Konsentrasi : Elektronika

Pembimbing : Ma’un Budiyanto, S.T. M.T.

Waktu Pendadaran : Jam 08.00 WIB, Jum’at, 10 Juni 2011

Ruang : 230

Sudah disetujui oleh Progam Diploma Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Gadjah Mada, sebagai bagian dari syarat kelulusan untuk memperoleh gelar Ahli

Madya (A.Md.)

Ketua Program Diploma : Muhammad Arrofiq, S.T., M.T., P.hd. : .........................

NIP. 197311271999031001

Pembimbing PA : Ma’un Budiyanto, S.T., M.T. : .........................

NIP. 197007071999031002

TIM PENGUJI

Ketua : Nur Sulistiawati, S.T., M.T. : .........................

NIP. 197309032005012001

Sekretaris : Ir. Rizal : .........................

NIP. 131766568

Penguji Utama : Hidayat Nur Isnianto, S.T., M.Eng. : .........................

NIP. 197305282002121001

iii

ABSTRAK

Salah satu kendala yang dihadapi oleh para petani dan pengolah padi pasca panen,

yaitu proses pengeringan. Hal ini dikarenakan pengeringan gabah dengan cara

tradisional, yakni dengan menjemur gabah dibawah sinar matahari dengan menaruhnya

di atas terpal atau lamporan. Kendala muncul saat musim penghujan, karena gabah akan

lebih lama dikeringkan dan hal ini bisa menimbulkan serangan serangga atau

mikroorganisme seperti jamur. Pada proyek akhir ini dibuat suatu prototipe pengering

gabah diharapkan dapat membantu mengatasi permasalahan pada proses pengeringan

gabah.

Pada pengering gabah ini digunakan mikrokontroler Atmega 8535 sebagai

pengendali suhu dan waktu. Suhu pengeringan ditentukan pada nilai tertentu, hal ini

dimaksudkan agar suhu pengeringan dapat konstan sehingga waktu pengeringan dapat

lebih cepat, selain itu waktu pengeringannya juga dapat diatur sesuai dengan keperluan,

sehingga pengeringan gabah dapat selesai secara otomatis. Dengan demikian,

diharapkan prototipe pengering gabah ini dapat diaplikasikan dalam kehidupan nyata

dengan sumber energi yang lebih ekonomis yang membantu para petani dan pengolah

padi yang memiliki imbas kepada masyarakat yang luas

Kata Kunci : Gabah, Pengering, Mikrokontroler Atmega 8535

iv

ABSTRACT

One of constraints faced by farmers in rice post harvest processing of paddy is

drying procces, because the drying of grain is done by traditional means, with grain

drying in the sun by putting on the tarp or lamporan. Problems arise when the rainy

season, because the grain will be dried longer and this could lead to attacks of insects

or microorganisms such as fungi. On this final project of a grain dryer prototype that is

expected to help overcome the problems in the process of drying grain.

On the grain dryer is used microcontroller Atmega 8535 as controller of

temperature and time. Drying temperature is determined at a certain point, it is meant

for drying temperature constant so drying time can be more quickly, except that the

drying time can also be set as appropriate so drying grain can be completed

automatically. Thus expected grain dryer prototype can be applied in real life with a

more economical source of energy that helps farmers and rice processors who have a

broad impact on society.

Keywords : grain, dryer, microcontroller Atmega 8535

v

MOTTO

Sebenar – benar perkataan

adalah

Kitabullah

dan sebaik – baik petunjuk adalah

petunjuk

Muhammad Shallallahu ‘Alaihi Wasallam.

vi

PRAKATA

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah, Rabb seru sekalian alam, tiada Ilah yang

berhak disembah kecuali Dia yang telah melimpahkan karunia dan rahmat-Nya kepada

penulis sehingga pengerjaan dan penulisan laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan.

Shalawat serta salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad Shalallahu

‘Alaihi Wasallam, keluarga, sahabat dan umatnya yang setia berada diatas sunnahnya

hingga hari akhir.

Dengan terselesaikannya pengerjaan dan penulisan laporan tugas akhir ini,

penulis berharap semoga dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Terlebih lagi

penulis berharap semoga dapat memberikan manfaat bagi masyarakat.

Akan tetapi, penulis menyadari masih banyak kekurangan yang ada dalam

pengerjaan tugas akhir ini, oleh karena itu saran dan masukan yang membangun penulis

harapkan, penulis juga berharap ada pihak yang antusias melanjutkan untuk

mengembangkan alat ini agar menjadi lebih baik.

Yogyakarta, 6 Mei 2011

Adi Wibowo

vii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam pengerjaan dan penyelesain tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan pihak –

pihak yang telah memberi masukan, solusi, motivasi dan bantuan – bantuan lainnya

yang menjadikan hambatan dan rintangan yang dihadapi penulis dalam pengerjaan

(alhamdulillah) dapat diatasi. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Bapak Muhammad Arrofiq S.T., M.T., Phd. Selaku ketua program Diploma

Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada.

2. Bapak Ma’un Budiyanto S.T., M.T. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir ini

yang telah sabar memiliki mahasiswa bimbingan seperti saya.

3. Bapak Suyoto, yang telah membagi ilmu dibidang alat pengeringan dan

pertanian.

4. Ibu penulis, yang menjadi salah satu motivator utama penyelesaian tugas akhir

ini (semoga Allah merahmatimu), juga kakak – kakak penulis, Mas Heru dan

Mbak Dian, terima kasih untuk semuanya.

5. Teman – teman seperjuangan, Arif Sarifuddin yang sudah terlebih dulu ke

PAMA, Endry (terima kasih buat pinjaman komputer & motivasinya), Anto,

Antoni, Kodrat, Amrin TJ.

6. Teman – teman T’Lab, Izul, Mizan, Alam, Ridwan, Angga, Fifi, teman – teman

’06 dan ‘08, Fahmizal, Kardono, Aan, Ani, Arifin, Adi S, Ryan, semua teman –

teman kelas C ’07 dan teman – teman KMDTE UGM.

7. Pihak Laboratorium Diploma Teknik Elektro yang telah banyak membantu, Pak

Ratman, Mas Sugeng, Mas Tanto, Mas Eko, Mas Sabar dan yang lainnya.

viii

8. Dan seluruh pihak yang telah membantu dari ide hingga penyelesaian

pengerjaan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Akhirnya, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca

dan teman – teman teknik elektro pada umumnya dan bagi petani Indonesia pada

khususnya serta semoga alat ini dapat direalisasikan dalam bentuk nyata untuk

membantu petani Indonesia.

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... ii

ABSTRAK .................................................................................................................. iii

ABSTRACT ................................................................................................................ iv

MOTTO ........................................................................................................................ v

PRAKATA ................................................................................................................... vi

UCAPAN TERIMA KASIH ...................................................................................... vii

DAFTAR ISI ............................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xii

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xiv

Bab I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2 Tujuan............................................................................................................... 3

1.3 Permasalahan.................................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah............................................................................................... 4

1.5 Metodologi ....................................................................................................... 4

1.6 Sistematika Pembahasan .................................................................................. 5

Bab II TEORI PENUNJANG ...................................................................................... 6

2.1 Pengeringan Gabah .......................................................................................... 6

2.2 Metode Pengeringan Gabah ............................................................................. 9

2.2.1 Pengeringan Alami .................................................................................. 9

2.2.2 Pengeringan Gabah Buatan ..................................................................... 9

2.3 Elemen Pemanas ............................................................................................ 13

2.4 Motor Listrik .................................................................................................. 16

2.5 Catu Daya ....................................................................................................... 18

2.5.1 Penyearah Setengah Gelombang ........................................................... 19

2.5.2 Penyearah Gelombang Penuh ............................................................... 20

2.5.3 Filter ...................................................................................................... 21

x

2.5.4 Regulator ............................................................................................... 24

2.6 Transistor ........................................................................................................ 26

2.7 Relay .............................................................................................................. 32

2.8 Sensor SHT11 ................................................................................................ 36

2.8.1 Spesifikasi Interface .............................................................................. 37

2.8.2 Pengiriman Perintah .............................................................................. 39

2.8.3 Urutan Pengukuran................................................................................ 40

2.8.4 Resolusi Pengukuran ............................................................................. 41

2.8.5 Konversi Output Nilai SHT11 ke Nilai Fisik ........................................ 42

2.9 LCD 16 x 2 ..................................................................................................... 43

2.10 Mikrokontroler AVR Atmega 8535 ............................................................ 47

2.10.1 Konfigurasi Pin Atmega 8535 ............................................................ 50

2.10.2 Arsitektur Mikrokontroler Atmega 8535 ........................................... 51

2.10.3 Port Sebagai Input / Output Digital .................................................... 52

2.10.4 Timer / Counter Atmega 8535 ............................................................ 53

Bab III PERANCANGAN ALAT .............................................................................. 65

3.1 Blok Diagram Sistem ..................................................................................... 65

3.2 Perancangan Perangkat Keras ........................................................................ 66

3.2.1 Perancangan Elektronik ........................................................................ 66

3.2.2 Perancangan Mekanik ........................................................................... 78

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ....................................................................... 81

3.3.1 Diagram Alir (flowchart)....................................................................... 81

Bab IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN........................................................ 84

4.1 Pengujian Fungsional ..................................................................................... 84

4.1.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya ........................................................... 84

4.1.2 Pengujian Mikrokontroler Atmega8535 ................................................ 86

4.1.3 Pengujian Timer Atmega8535 ............................................................... 87

4.1.4 Pengujian LCD 16x2 ............................................................................. 90

4.1.5 Pengujian Driver Relay ......................................................................... 91

4.1.6 Pengujian Sensor SHT11 ...................................................................... 92

4.2 Pengujian Sistem Keseluruhan ....................................................................... 93

xi

Bab V PENUTUP..................................................................................................... 103

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 103

5.2 Saran ............................................................................................................. 104

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................................

Lampiran ........................................................................................................................

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Pengering tipe Bed ......................................... ......................................... 10

Gambar 2.2 : Pengering tipe Sirkulasi ........................................................................... 10

Gambar 2.3 : Pengering tipe Menara ............................................................................. 11

Gambar 2.4 : Prinsip kerja pengering tipe bed ............................................................... 12

Gambar 2.5 : Elemen pemanas nikelin .......................................................................... 16

Gambar 2.6 : Kontruksi fan ............................................................................................ 17

Gambar 2.7 : Kumparan stator ....................................................................................... 18

Gambar 2.8 : Diagram proses catu daya DC .................................................................. 18

Gambar 2.9 : Penyearah setengah gelombang ............................................................... 19

Gambar 2.10 : Rangkaian Penyearah gelombang penuh ............................................... 20

Gambar 2.11 : Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter C ................... 21

Gambar 2.12 : Bentuk gelombang dengan filter kapasitor ............................................ 22

Gambar 2.13 : Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan filter C ....................... 24

Gambar 2.14 : Simbol transistor NPN dan PNP ........................................................... 26

Gambar 2.15 : Kurva karakteristik transistor ................................................................. 28

Gambar 2.16 (a) : Transistor pada kondisi jenuh ........................................................... 29

Gambar 2.16 (b) : Ekuivalen saklar tertutup .................................................................. 29

Gambar 2.17 (a) : Transistor pada kondisi mati ............................................................. 31

Gambar 2.17 (b) : Ekuivalen saklar terbuka .................................................................. 31

Gambar 2.18 : Gambar relay DC 12V 5 kaki ................................................................. 32

Gambar 2.19 : Skema relay elektromekanik .................................................................. 33

Gambar 2.20 : Rangkaian dan simbol logika relay ....................................................... 34

Gambar 2.21 : Relay dengan contact lebih dari satu ...................................................... 34

Gambar 2.22 : Simbol coil dan contact dari timing relay .............................................. 35

Gambar 2.23 : Simbol coil dan contact dari latching relay ............................................ 35

Gambar 2.24 : Relay dalam keadaan Normally Open (NO) .......................................... 35

Gambar 2.25 : Relay dalam keadaan Normally Closed (NC) ........................................ 36

Gambar 2.26 : Blok diagram SHT11 ............................................................................. 37

Gambar 2.27 : Komunikasi SHT11 dengan mikrokontroler .......................................... 38

Gambar 2.28 : Urutan transimission start ...................................................................... 39

Gambar 2.29 : Contoh pembacaan sensor RH ............................................................... 41

Gambar 2.30 : Modul LCD Karakter 16x2 .................................................................... 45

xiii

Gambar 2.31 : Blok Diagram Mikrokontroler ATmega 8535 ........................................ 49

Gambar 2.32 : Konfigurasi pin Atmega8535 ................................................................. 50

Gambar 2.33 : Arsitektur CPU dari AVR ....................................................................... 51

Gambar 3.1 : Blok diagram system ................................................................................ 65

Gambar 3.2 : Sistem minimum Atmega8535 ................................................................. 67

Gambar 3.3 : Rangkaian oscilator crystal ...................................................................... 68

Gambar 3.4 : Rangkaian driver ...................................................................................... 69

Gambar 3.5 : Rangkaian keypad .................................................................................... 71

Gambar 3.6 : Rangkaian control penampil LCD 16x2 .................................................. 73

Gambar 3.7 : Rangkaian voltage divider ....................................................................... 73

Gambar 3.8 : Rangkaian catu daya (1) ........................................................................... 77

Gambar 3.9 : Rangkaian catu daya (2) ........................................................................... 78

Gambar 3.10 : Desain rancangan bak pengering .......................................................... 79

Gambar 3.11 : Desain rancangan bak pengering(2) ....................................................... 79

Gambar 3.12 : Bak pengering (1) ................................................................................... 80

Gambar 3.13 : Bak pengering (2) ................................................................................... 80

Gambar 3.14 : Flowchart program ................................................................................. 82

Gambar 3.14 : Flowchart akses SHT11 ......................................................................... 83

Gambar 4.1 : Pengukuran catu daya .............................................................................. 84

Gambar 4.2 : Blok pengujian LCD 16x2 ....................................................................... 90

Gambar 4.3 : Hasil pengujian LCD 16x2....................................................................... 90

Gambar 4.4 : Tampilan menu ......................................................................................... 95

Gambar 4.5 : Proses pengeringan................................................................................... 96

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 : Karakteristik elektrik regulator LM78XX ................................................... 26

Tabel 2.2 : Pin SHT11 .................................................................................................... 38

Tabel 2.3 : Command list SHT11 ................................................................................... 40

Tabel 2.4 : Koefisien Konversi Kelembaban ................................................................. 42

Tabel 2.5 : Koefisien Konversi Pengaruh Temperatur Terhadap RH ............................. 42

Tabel 2.5 : Koefisien Konversi Pengaruh Temperatur Terhadap RH ............................. 43

Tabel 2.7 : Pin pada LCD dan Fungsinya ...................................................................... 44

Tabel 2.8 : Konfigurasi pin port ..................................................................................... 53

Tabel 2.9 : Register TCCR0 ........................................................................................... 54

Tabel 2.10 : Konfigurasi Bit WGM01 dan WGM00 ...................................................... 55

Tabel 2.11 : Konfigurasi Bit COM01 dan COM00 Compare Output Mode non PWM . 55

Tabel 2.12 : Konfigurasi Bit COM01 dan COM00 Compare Output Mode Fast PWM 56

Tabel 2.13 :Konfigurasi Bit COM01 dan COM00 Compare Output Mode Phase Correct

PWM ........................................................................................................... 56

Tabel 2.14 : Konfigurasi Bit Clock Select untuk memilih sumber detak ....................... 56

Tabel 2.15 : Register TCCR1A ...................................................................................... 57

Tabel 2.16 : Konfigurasi Bit Compare Output Mode non PWM .................................... 58

Tabel 2.17 : Konfigurasi Bit Compare Output Mode Fast PWM .................................. 59

Tabel 2.18 : Konfigurasi Bit Compare Output Mode Phase Correct dan Frequency

Correct PWM ............................................................................................ 59

Tabel 2.19 : Konfigurasi mode PWM ............................................................................. 60

Tabel 2.20 : Register TCCR1B ...................................................................................... 60

Tabel 2.21 : Konfigurasi bit Clock Select untuk memilih sumber detak ........................ 61

Tabel 2.22 : Register TCCR2 ......................................................................................... 62

Tabel 2.23 : Konfigurasi Bit WGM21 dan WGM20 ...................................................... 62

Tabel 2.24 : Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode non PWM . 63

Tabel 2.25 : Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Fast PWM 63

Tabel 2.26 :Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Phase Correct

PWM ............................................................................................................ 63

Tabel 2.27 : Konfigurasi Bit Clock Select untuk memilih sumber detak ....................... 64

xv

Tabel 3.1 : Pembagian PORT sistem minimum ATMega8535 ............................................ 67

Tabel 3.2 : Fungsi dan koneksi keypad ............................................................................... 71

Tabel 3.3 : Koneksi pin LCD ke mikrokontroller .............................................................. 72

Tabel 4.1 : Pengujian rangkaian catu daya .......................................................................... 85

Tabel 4.2. Pengujian sistim minimum ATMega8535 .......................................................... 87

Tabel 4.3 : Hasil pengujian timer ATMega8535 ................................................................. 89

Tabel 4.4 : Hasil pengujian SHT11 (1) ............................................................................... 92

Tabel 4.5 : Hasil pengujian SHT11 (2) ............................................................................... 93

Tabel 4.6 : Tabel dimensi alat pengering gabah ................................................................. 96

Tabel 4.7 : Tabel kenaikan suhu ......................................................................................... 99

Tabel 4.8 : Pengujian gabah ................................................................................................ 100