jurusan teknik elektro fakultas sains dan … fileix abstract charging tool batteries or chargers...

TUGAS AKHIR

SISTEM MONITORING PADA ALAT PENGISIAN BATERAI

OTOMATIS

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

ALBERTUS BORI

NIM : 145114019

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

MONITORING SYSTEM ON AUTOMATIC BATTERY CHARGING

DEVICE

In a partial fulfilment of the requirements

For the degree of Sarjana Teknik

Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

ALBERTUS BORI

NIM :145114019

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2017


iii


iv


v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO :

YAKINLAH DAN BERUSAHA, KARENA DIDALAM KEYAKINAN YANG

KUAT DISITULAH TERDAPAT JALAN KELUAR DARI BERBAGAI

MACAM MASALAH..

Skripsi ini kupersembahkan untuk…..

Yesus Kristus Juru Slamat & Pembimbingku yang Setia

Mama Tercinta ,Niko ,Nadia

Papa yang sudah membiayai saat kuliah

Buat WR community kalian A1

Sahabat dan Teman-teman Seperjuangan


vi


vii


viii

INTISARI

Alat pengisian baterai atau biasa disebut charger oleh orang awam, merupakan

sebuah alat yang memiliki fungsi untuk mengisi tegangan. Pada perkembangannya saat ini

alat pengisian baterai sudah semakin canggih, yaitu dengan adanya fitur protection. Fitur

protection merupakan sebuah fitur pengaman yang digunakan untuk memotong arus secara

otomatis yang menuju ke baterai apabila proses pengisian sudah mencapai maksimal. Hal

ini dapat memperpanjang umur dari baterai yang di charge dan meminimalkan resiko

meledak dari baterai yang dikarenakan overcharge.

Prinsip kerja alat ini yaitu memonitoring proses pengisian baterai dengan tegangan

maksimal baterai 7,4 V dan arus sebesar 1A yang di charge pada sebuah charger yang

memiliki fitur protection atau fitur cut off. Tegangan dan arus yang masuk ke charger di

monitoring dalam sebuah GUI (graphical unit interface) pada program visual basic 6.0 dan

hasil data dari pengukuran tegangan dan arus disimpan pada sebuah database dengan jeda

waktu penyimpanan tertentu. Untuk jeda waktu penyimpanan dapat disetting dalam satuan

detik.

Hasil dari penelitian ini adalah sistem mampu membaca tegangan pada charger

baterai tipe Li-ion dengan tegangan 4,10V dan arus pada charger sebesar 0,88A. Pada

pengukuran range tegangan yaitu 3,44V dan 4,10V. Pada pengukuran arus, arus yang

terukur memiliki range dari 0,0A sampai 0,88A dengan sensitivitas 0,07A. Data hasil

pembacaan tegangan dan arus dapat disimpan pada sebuah database.

Kata kunci : charger, otomatis, monitoring, database.


ix

ABSTRACT

Charging tool batteries or chargers commonly referred to by the layman, is a tool that

has a function to charge voltage. At the current development tools are increasingly

sophisticated charging, namely the presence of protection features. Feature protection is a

safety feature that is used to cut off the flow automatically leading to the battery when the

charging process has reached a maximum. This can extend the life of the battery in charge

and minimize the risk of explosion of the battery due to overcharge.

The working principle of this tool is monitoring the battery charging process with

maximum battery voltage of 7.4 V and a current of 1A is in charge on a charger that has a

protection feature or features cut off. The voltage and current into the charger in

monitoring in a GUI (graphical unit interface) in Visual Basic 6.0 program and the results

of data from voltage and current measurements are stored in a database with a certain time

lag deposit. To pause the storage time can be set in seconds.

Results from this study is the system able to read the voltage on the battery charger

type Li-ion battery with 4.10V voltage and current on the charger at 0.88A. On the

measurement of the voltage range is 3.44V and 4.10V. In the current measurements, the

measured current has a range of 0.0A to 0.88A to 0.07A sensitivity. Data voltage and

current readings can be stored on a database.

Keyword : Chargers, automatic, monitoring, database.


x


xi

DAFTAR ISI

Halaman Sampul(Bahasa Indonesia) ......................................................................... i

Halaman Sampul(Bahasa Inggris) ............................................................................. ii

Lembar Persetujuan ................................................................................................... iii

Lembar Pengesahan ................................................................................................... iv

Halaman Persembahan .............................................................................................. v

Lembar Pernyataan Keaslian Karya .......................................................................... vi

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah .......................................... vii

Intisari ........................................................................................................................ viii

Abstract ...................................................................................................................... ix

Kata Pengantar ........................................................................................................... x

Daftar Isi .................................................................................................................... xi

Daftar Gambar ........................................................................................................... xiv

Daftar Tabel ............................................................................................................... xvii

BAB I: PENDAHULUAN

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

1.2 Tujuan dan Manfaat ............................................................................................ 2

1.3 Batasan Masalah ................................................................................................. 2

1.4 Metodologi Penelitian ......................................................................................... 3

BAB II: DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR ........................................................................................... 4

2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega 8535 .............................................. 4

2.1.2 Port Input/Output .............................................................................................. 6

2.1.3 Komunikasi Serial USART .............................................................................. 7

2.1.4 Analog Digital Converter ................................................................................. 9

2.2 LCD (Liquid Cell Display) .................................................................................. 10

2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................................ 13

2.4 Modul Sensor Arus .............................................................................................. 13

2.5 IC MAX232 ......................................................................................................... 14

2.6 Visual Basic ......................................................................................................... 16


xii

BAB III: RANCANGAN PENELITIAN

3.1 Proses Kerja Alat ................................................................................................. 16

3.2 Perancangan Perangkat Keras ............................................................................. 17

3.2.1 Perancangan Minimum Sistem ATMega 8535 ................................................ 17

3.2.2 Rangkaian Modul Sensor Arus ......................................................................... 19

3.2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan ......................................................................... 19

3.2.4 Rangkaian RS232 ............................................................................................. 20

3.3 Perancangan Perangkat Lunak............................................................................. 20

3.3.1 Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler ................................................ 21

3.3.1.1 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman .................................................... 22

3.3.1.2 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus ................................................... 23

3.3.1.3 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan ...................................................... 24

3.3.2 Format Paket Data ............................................................................................ 24

3.3.3. Perancangan Perangkat Lunak Visual Basic ................................................... 25

3.3.3.1 Subrutin Waktu Pengiriman Pengiriman Pada Visual Basic ......................... 26

3.3.3.2 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Arus ........................................... 27

3.3.3.3 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Tegangan ................................... 28

3.4 Perancangan Desain Interface Visual Basic ........................................................ 29

3.5 Perancangan Desain Alat ..................................................................................... 29

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Bentuk Fisik Alat ................................................................................................. 31

4.2 Cara Pengoperasian Alat ..................................................................................... 32

4.3 Cara Kerja Sistem ................................................................................................ 33

4.3.1 Minimum Sistem Mikrokontroler ..................................................................... 33

4.3.2 Sensor Tegangan dan Arus ............................................................................... 34

4.3.3 Komunikasi Serial ............................................................................................ 36

4.3.4 Interface Visual Basic ....................................................................................... 36

4.4 Pengujian dan Analisis ........................................................................................ 38

4.4.1 Pengujian Rangkaian Pembagi Tegangan ........................................................ 43

4.4.2 Pengujian Modul Sensor Arus .......................................................................... 44

4.4.1 Pengujian Rangkaian Komunikasi Serial ........................................................ 45


xiii

4.4.4 Pengujian Database ........................................................................................... 46

4.4.5 Analisis Grafik GUI .......................................................................................... 48

BAB V: KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 50

5.2 Saran .................................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... ............. 51

LAMPIRAN


xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Blok Diagram Mikrokontroler ATMega 8535 .................................... 5

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535 ........................................................... 6

Gambar 2.3 Blok Diagram USART ........................................................................ 8

Gambar 2.4 Rumus Perhitungan UBRR .................................................................. 8

Gambar 2.5 USART data register ........................................................................... 9

Gambar 2.6 Control and status register A ............................................................. 9

Gambar 2.7 Control and status register B .............................................................. 9

Gambar 2.8 Control and status register C .............................................................. 9

Gambar 2.9 LCD 16x2 ............................................................................................ 10

Gambar 2.10 Kolom dan Baris LCD 16x2 ................................................................ 11

Gambar 2.11 Konfigurasi pin LCD 16x2 .................................................................. 11

Gambar 2.12 Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................ 13

Gambar 2.13 Modul Sensor Arus .............................................................................. 14

Gambar 2.14 Konfigurasi Pin IC MAX 232.............................................................. 15

Gambar 3.1 Konsep Perancangan Alat .................................................................... 16

Gambar 3.2 Minimum Sistem ATMega 8535 ......................................................... 17

Gambar 3.3 Rangkaian Osilator .............................................................................. 18

Gambar 3.4 Rangkaian Reset ATMega 8535 .......................................................... 18

Gambar 3.5 Rangkaian Modul Sensor Arus ............................................................ 19


Gambar 3.7 Rangkaian RS232 dengan Mikrokontroler .......................................... 20

Gambar 3.8 Diagram Alir pada Mikrokontroler ...................................................... 21

Gambar 3.9 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman .......................................... 22

Gambar 3.10 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus ......................................... 23

Gambar 3.11 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan ............................................ 24

Gambar 3.12 Diagram Alir GUI pada Visual Basic .................................................. 25

Gambar 3.13 Diagram Alir Subrutin Setting Waktu Pada Visual Basic ................... 26

Gambar 3.14 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Arus ................................ 27

Gambar 3.15 Diagram Alir Subrutin Ambil Data Sensor Tegangan ........................ 28

Gambar 3.16 Interface Visual Basic ......................................................................... 29


xv

Gambar 3.17 Desain Alat Tampak Atas ................................................................... 29

Gambar 3.18 Desain Alat Tampak Depan ................................................................. 30

Gambar 3.19 Desain Alat Tampak Samping Kanan .................................................. 30

Gambar 3.20 Desain Alat Bagian Belakang .............................................................. 30

Gambar 4.1 Bentuk Alat .......................................................................................... 31

Gambar 4.2 Komponen Penyusun Alat .................................................................. 32

Gambar 4.3 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ...................................... 34


Gambar 4.5 Modul Sensor Arus .............................................................................. 35

Gambar 4.6 Modul Rangkaian Komunikasi RS232 ................................................ 36

Gambar 4.7 Interface Visual BasicI ........................................................................ 37

Gambar 4.8 Database Pada GUI ............................................................................... 37

Gambar 4.9 Grafik Pada GUI .................................................................................... 37

Gambar 4.10 Grafik Tegangan Terhadap Waktu ..................................................... 39

Gambar 4.11 Grafik Arus Terhadap Waktu ............................................................. 40

Gambar 4.12 Tegangan Terukur Pada Multimeter dan GUI .................................... 43

Gambar 4.13 List Program Mikrokontroler ............................................................. 44

Gambar 4.14 Arus Terukur Pada Multimeter ........................................................... 44

Gambar 4.15 Pengujian Rangkaian Komunikasi ...................................................... 45

Gambar 4.16 COM PORT Pada PC/Laptop ............................................................. 46

Gambar 4.17 Pengujian Error Pada COM PORT ..................................................... 46

Gambar 4.18 Tampilan Pada Saat Monitoring ......................................................... 46

Gambar 4.19 Tampilan Pada Database .................................................................... 47

Gambar 4.20 Error Pada Database .......................................................................... 47

Gambar 4.21 Penjelasan Letak Error Pada Database ................................................ 48

Gambar 4.22 Error Grafik GUI ................................................................................. 48

Gambar 4.23 List Program Skala ............................................................................. 48


xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Konfigurasi PIN LCD 16x2 ....................................................................... 11

Tabel 3.1 Rancangan Format Database .................................................................... 25

Tabel 4.1 Keterangan Gambar 4.2 ............................................................................. 32

Tabel 4.2 Sample Data Pembanding Sensor Tegangan ............................................ 35

Tabel 4.3 Sample Data Pembanding Sensor Arus ..................................................... 35

Tabel 4.4 Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus .............................. 38

Tabel 4.5 (Lanjutan) Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus ............ 39

Tabel 4.6 Hasil Monitoring Tegangan dan Arus ....................................................... 42

Tabel 4.7 Data Pembanding Tegangan Pada Multimeter dan Alat ........................... 43

Tabel 4.8 Data Pembanding Arus Pada Multimeter dan Alat ................................... 44

Tabel 4.9 (Lanjutan) Data Pembanding Arus Pada Multimeter dan Alat ................. 45


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi Listrik merupakan salah satu energi yang banyak digunakan oleh manusia.

Dalam kehidupan sehari-hari energi Listrik mempunyai peranan penting, banyak peralatan

elektronika yang membutuhkan energi Listrik agar dapat berkerja secara semestinya.

Energi Listrik mudah ditransfer ke bentuk energi lainnya, sebagai contoh energi Listrik

menjadi energi cahaya pada lampu bohlam dan energi Listrik menjadi energi panas pada

pemanas (heater).

Pengisian baterai pada pembangkit Listrik energi alternatif dengan metode switching

merupakan sebuah alat yang memanfaatkan teknologi solar cell dan kincir angin sebagai

sumber energi dan diproses dengan menggunakan mikrokontroler yang digunakan untuk

mengisi baterai dengan metode smart switching. Smart switching sendiri merupakan

sebuah sistem yang bekerja memaksimalkan kapasitas penyimpanan energi Listrik pada

baterai. Sistem akan menyimpan energi pada baterai hingga mencapai kapasitas

maksimalnya. Setelah dicapai nilai maksimalnya maka sistem akan beralih ke baterai

selanjutnya. Sistem ini memiliki kelebihan yaitu mampu mengatur proses pengisian dan

pengosongan energi pada baterai. Pada saat proses pengisian baterai sedang berlangsung,

baterai secara otomatis tidak dapat digunakan dikarenakan hal ini dapat memperpendek

umur dari baterai tersebut. Smart switching dikontrol oleh sebuah mikrokontroler dan relay

elektro mekanik, mikrokontroler disini berfungsi sebagai otak dari alat tersebut dengan

menggunakan bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya dan relay berfungsi sebagai

aktuator atau keluaran, kombinasi dari mikrokontroler dan relay inilah yang kemudian

dinamakan smart switching [1]. Namun alat ini masih dapat dikembangkan lagi menuju

tingkat selanjutnya, dengan menambahkan fitur monitoring. Dengan ditambahnya fitur

tersebut diharapkan sistem ini dapat dimonitor melalui PC atau laptop sehingga dalam

pengumpulan data dapat menjadi lebih mudah. Kelebihan dipengembangan alat ini peneliti

dapat melakukan monitoring alat secara real time melalui laptop atau PC dengan

menggunakan mikrokontroler sebagai sistem komunikasi antara mikrokontroler dengan PC

atau laptop.


2

Untuk memonitor alat pengisian baterai otomatis pada sistem pembangkit Listrik

alternatif digunakan mikrokontroler dan bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

Mikrokontroler disini berfungsi sebagai sarana komunikasi antara alat pengisian baterai

dengan PC atau laptop. Dengan menggunakan port serial dari PC atau laptop yang nantinya

akan dihubungkan ke alat monitoring dan masukan dari alat monitoring didapat dari

keluaran yaitu berupa tegangan dan arus dari alat pengisian baterai. Pada dasarnya

pengembangan alat pengisian baterai otomatis pada sistem pembangkit Listrik alternatif

dibuat untuk mempermudah peneliti jika ingin mengembangkan alat tersebut dengan

dibantu adanya data pembacaan tegangan dan arus dari alat ini yang real time dan terdapat

grafik berdasarkan data yang ada, sehingga dapat diketahui juga performa dan kondisi alat

tersebut masih layak pakai atau tidak serta dapat membantu dalam maintenance atau

perbaikan.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan sistem monitoring pada alat

pengisian baterai otomatis pada sistem pembangkit Listrik alternatif.

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Mempermudah peneliti untuk mengembangkan alat pengisian baterai otomatis pada

sistem pembangkit Listrik alternatif.

2. Sebagai acuan pemakai ataupun peneliti untuk mengatahui performa alat pengisian

baterai otomatis.

3. Sebagai refrensi mahasiswa dalam mempelajari sistem komunikasi serial dengan

menggunakan mikrokontroler.

1.3. Batasan Masalah

Penelitian akan dibatasi pada sistem monitoring alat pengisian baterai otomatis

pada sistem pembangkit Listrik alternatif. Spesifikasi alat yang digunakan :

1. Mikrokontroler AVR Atmega 8535 dengan memanfaatkan fitur USART dan ADC.

2. Menggunakan Visual Basic 6.0 sebagai interface .

3. Baterai Li-Po 1800mAh dengan tegangan 7,4 Volt.

4. Modul Sensor Arus ACS712-30A.

5. Pada GUI terdapat tampilan data berupa tegangan dan arus serta grafik.


3

1.4. Metodologi Penelitian

1. Studi Pustaka

Tahap pertama dari penelitian ini dimulai dari mencari sumber materi dan

refrensi (jurnal tugas akhir) yang berkaitan dengan alat yang akan dibuat.

2. Perancangan alat dan pembuatan alat

Tahap kedua dari penelitian ini yaitu dimulai dengan merancang alat yang

disesuaikan dengan spesifikasi yang diinginkan. Pada saat proses perancangan ini

bertujuan agar didapatkan rancangan yang sesuai, optimal, dan efisien. Dalam

perancangan alat ini perlu diketahui cara kerja dari alat ini yaitu pembacaan data

berupa tegangan dan arus dari keluaran alat pengisian baterai otomatis. Setelah

pembacaan data dari alat, data dikirim ke PC atau laptop melalui mikrokontroler

Atmega 8535 dan untuk pembuatan grafik menggunakan Visual Basic 6.0.

3. Pengambilan Data

Tahap ketiga yaitu pengambilan data dari alat yang sudah dibuat. Data yang

diambil berdasarkan hasil pembacaan dari keluaran alat. Data berupa tabel yang

berisi nilai tegangan dan arus. Untuk mengatahui alat ini berjalan dengan baik atau

tidak maka dilakukan proses pembandingan dengan alat ukur yang sudah ada.

4. Pembuatan Analisa dan Kesimpulan

Tahap terakhir dari penelitian ini adalah pembuatan analisa dan kesimpulan

dari alat yang telah dibuat. Analisa bertujuan untuk melihat lebih seksama dan

mendetail apakah alat ini sudah berjalan sesuai dengan perancangan atau belum.

Dengan adanya kesimpulan diharapkan pembaca dapat mengembangkan alat ini

menjadi lebih baik lagi.


4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler AVR merupakan suatu alat elektronika yang mempunyai

kemampuan untuk mengendalikan suatu masukan dan keluaran sebuah alat elektronika

dengan menggunakan Program. ATMEL sebuah perusahaan manufaktur dalam bidang

mikrokontroler mengeluarkan dua jenis mikrokontroler yaitu MCS dan AVR. AVR (Alf

and Vegard’s Risc Processor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit yang berbasis

RISC (Reduced Instruction Set Computer). Mikrokontroler dibagi menjadi empat kelas

yaitu ATTiny, AT90Sxx, ATMega dan AT86RFxx [2].

2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Mikrokontroler AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan

memori Program yang terpisah. ATMega8535 memiliki memori flash 8KB, SRAM

sebesar 512 byte dan EEPROM sebesar 512 byte. Semua instruksi yang ada didalam

mikrokontroler ini dikerjakan dalam satu siklus clock dan memiliki 32 register general

purpose, analog to digital (ADC), timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupsi

internal dan external, serial USART, Programmable Watchdog Timer, dan power saving

mode.

Mikrokontroler ATMega8535 memiliki arsitektur sebagai berikut [2]:

1. Delapan bit AVR berbasis RISC dengan konsumsi daya rendah.

2. Port I/O sebanyak 32; Port A, Port B, Port C dan Port D.

3. Memiliki memori 8KB dengan 10.000 siklus pemrograman, EEPROM sebesar 512

byte dan SRAM sebesar 512 byte.

4. Tiga buah timer/counter dengan 2buah timer 8 bit dan 1 buah timer 16 bit.

5. Empat Chanel PWM.

6. Real time kontroler yang terpisah dengan osilator.

7. Delapan kanal analog dengan ADC 10 bit (Port A).

8. Port USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter).

9. Port SPI (Serial Pheripheral Interface).


5

10. Komparator analog.

11. Watchdog Timer dengan osilator internal.

Gambar 2.1. Blok diagram mikrokontroler ATMega 8535

Pada mikrokontroler ATMega8535 terkonfigurasi dengan total 40 Pada DIP (Dual In-

line Package). Agar performa AVR optimal maka digunakan struktur Harvard, yaitu

terpisahnya antara memori dan bus terpisah untuk Program dan data. Ketika sebuah

intruksi sedang dikerjakan maka instruksi berikutnya diambil dari memori Program.


6

Gambar 2.2 Konfigurasi Pada ATMega8535

Data yang dipakai dalam mikrokontroler ATMega8535 dipresentasikan dalam sistem

bilangan biner, decimal, heksadesimal. Data yang terdapat pada mikrokontroler dapat

diolah dalam operasi arimatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian)

maupun dengan operasi logika (AND, OR, dan ExOR). AVR ATMega8535 memiliki tiga

buah timer, yaitu [3]:

1. Timer/Counter 0 (8bit).



Kapabilitas AVR ATMega 8535 adalah sebagai berikut:

1. Sistem Mikroprosesor 8bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimum 16MHz

2. Kapabilitas memori flash 8kb, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM sebesar 512

byte.

3. ADC internal sebanyak 8 channels.

4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps [3].

2.1.2 Port Input/Output

Port I/O (input /output) pada mikrokontroler ATMega8535 dapat digunakan

sebagai masukan ataupun keluaran dengan nilai high atau low. Untuk mengatur fungsi port

I/O sebagai input ataupun output diperlukan proses setting pada DDR dan Port [2].

Output High saat DDR bit = 1 dan port bit = 1, sedangkan Output Low saat DDR

bit = 0 dan port bit = 0. Input pull-up saat DDR bit = 0 dan port bit = 1, input floating saat


7

DDR bit = 0 dan port bit = 0. Pull-up berarti saat tidak ada tegangan dari luar Pada, output

akan berkondisi high. Floating berarti output bisa mengalami kondisi logika high ataupun

low[2].

Port I/O yang berfungsi sebagai output hanya mampu memberikan arus sourcing

sebesar 20mA sehingga untuk menggerakan atau mengoperasikan suatu motor dan aktuator

lainnya diperlukan penguat tambahan atau dapat juga dengan konfigurasi port sebagai

sinking current, seperti pada port yang digunakan untuk menyalakan LED, yang akan

menyala apabila diberi logika low dan akan padam jika pada saat logika high.

2.1.3 Komunikasi Serial USART (Universal Synchronus and

Asynchronus serial Receiver and Transmitter)

Universal Synchronus and Asynchronus serial Receiver and Transmitter (USART)

merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMega8535. USART

merupakan sistem komunikasi yang memiliki fleksibilitas yang tinggi dapat digunakan

untuk melakukan transfer data baik antara mikrokontroler maupun dengan modul eksternal

termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik

secara syncrhonus maupun asynchronus, hal ini menyebabkan USART kompatibel dengan

UART. Pada ATMega8535 pengaturan mode komunikasi antara synchronus maupun

asynchronus adalah sama. Perbedaannya terletak hanya pada sumber clock. Pada mode

synchronus masing-masing peripheral punya sumber clock sendiri sedangkan asynchronus

hanya memiliki satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Mode

asynchronus secara hardware memerlukan 2 Pada yaitu Pada TXD dan RXD sedangkan

untuk mode synchronus membutuhkan 3 Pada yaitu Pada RXD, TXD dan SCK.

Dalam proses inisialisasi ada beberapa buah register yang perlu ditentukan nilainya

antara lain [3]:

1. UBBR (USART Baud Rate Register).

2. UCSRA (USART Control and Status Register A).

3. UCSRB (USART Control and Status Register B).

4. UCSRC (USART Control and Status Register C).


8

Gambar 2.3 Blok diagaram USART

UBBR merupakan register 16 bit yang berfungsi melakukan penentuan kecepatan

transmisi data yang akan digunakan. Terdiri dari dua jenis yaitu UBBRH dan UBBRL.

UBBRH menyimpan 4 bit tertinggi data setting baud rate dan UBBRL menyimpan 8 bit

sisanya. Untuk menghitung UBBRH dan UBBRL dapat menggunakan rumus. U2X

merupakan bit pada register UCSRA.

Gambar 2.4 Rumus perhitungan UBRR [5]

Untuk penyimpanan data baik yang dikirim maupun yang diterima dalam

komunikasi USART, register yang digunakan adalah USART Data Register (UDR).

Meskipun register UDR hanya menempati satu lokasi memori yaitu 0x0C (0x2C) tetapi

sebenarnya register UDR mempunyai 2 register I/O yaitu RXB sebagai buffer untuk

menyimpan data yang diterima dan TXB sebagai buffer untuk menyimpan data yang

dikirim [3].


9

Buffer kirim TXB hanya dapat ditulis atau diisi jika bit UDRE dalam register

UCSRA bernilai “1”. Jika data telah diisikan ke buffer kirim TXB dan transmitter USART

diaktifkan (TXEN pada register UCSRB bernilai “1”) maka data ini akan dimasukan ke

shift register untuk dikirim secara serial melalui Pada TXD. Bagan UDR bisa dilihat pada

gambar 2.5 [5].

Gambar 2.5 USART data register

UCSRA merupakan register 8 bit yang berperan dalam pengaturan data yang

diterima dan yang dikirim[5].

Gambar 2.6 Control and status register A

UCSRB merupakan register 8 bit pengatur aktivitas penerima dan pengirim

USART [5].

Gambar 2.7 Control and status register B

UCSRC merupakan register 8 bit yang digunakan untuk mengatur mode kecepatan

komunikasi serial yang dilakukan[5].

Gambar 2.8 Control and status register C.

2.1.4 Analog to Digital Converter (ADC)

ADC (Analog to Digital Converter) merupakan suatu perangkat elektronika yang

berfungsi untuk mengubah sinyal analog (sinyal kontinyu) menjadi sinyal digital. Pada


10

mikrokontroller ATmega328 (TQFP-32) memiliki fitur 8 channel ADC (Analog to Digital

Converter) dengan resolusi sebesar 10-bit.

Besar nilai dari hasil konversi ADC dapat dilihat pada register (ADCL, ADCH) [1].

Untuk hasil dari konversi nilai ADC 10-bit pada mikrokontroller ATmega328 seperti pada

persmaan 2.1. [1].

Dimana Vin adalah tegangan masukan pada pin ADC yang dipilih, Vref merupakan

tegangan referensi yang dipilih, sedangakan nilai 1024 merupakan besar nilai dari resolusi

ADC yaitu 10-bit. Besar nilai minimal pembacaan ADC sebesar 0, apabila saat tegangan

masukan sama sebesar 0 volt terhadap ground mikrokontroler. Sedangkan nilai maksimal

dari pembacaan ADC saat besar tegangan masukan sama dengan tegangan Vref.

2.2 LCD 16x2

LCD (Liquid Cell Display) merupakan salah satu komponen elektronika yang

berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter. LCD dibuat dengan teknologi CMOS

logic yang bekerja dengan cara tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya

yang ada disekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.

Jenis LCD yang umum digunakan yaitu LCD karakter dan LCD grafik. LCD

karakter adalah LCD yang hanya bisa menampilkan karakter, khususnya karakter ASCII

seperti pada karakter pada keyboard pada umumnya. LCD Grafik adalah LCD yang tidak

terbatas tampilannya, bahkan dapat menampilkan foto. LCD grafik inilah yang nantinya

berkembang menjadi LCD yang biasanya terdapat pada komputer.

Gambar 2.9 LCD 16x2.

LCD karakter yang beredar dipasaran umumnya dituliskan dalam bilangan matriks

dari jumlah karakter yang dapat dituliskan dalam LCD. Sebagai contoh LCD 16x2

(2. 1)


11

memiliki jumlah kolom 16 dan jumah baris 2, sehingga jumlah karakter yang dapat

dituliskan berjumlah 32 karakter.

Gambar 2.10 Kolom dan baris LCD 16x2.

Agar LCD dapat beroperasi maka sambungan koneksi LCD ke mikrokontroler

haruslah benar, dengan mengetahui konfigurasi Pada pada modul LCD seperti yang

ditampilkan pada tabel 2.1 dan gambar 2.10 dibawah ini[7]:

Tabel 2.1 Konfigurasi Pada LCD 16x2

Nomor

PinPin Keterangan

1 VSS GND

2 VDD 5V

3 Vo Kontras

4 RS Register Select

5 R/W Read/Write

6 EN Enable

7 DB0 Data 0

8 DB1 Data 1

9 DB2 Data 2

10 DB3 Data 3

11 DB4 Data 4

12 DB5 Data 5

13 DB6 Data 6

14 DB7 Data 7

15 - -

16 - -

Gambar 2.11 Konfigurasi Pada LCD 16x2.


12

LCD 16x2 memiliki mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan

LCD. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan tiga buah memori dan tiga buah register.

Setiap memori dan register yang ada memiliki fungsinya, berikut adalah penjelasannya [7]:

1. DDRAM (Display Data Random Access Memory): merupakan memori tempat

karakter yang akan ditampilkan berada.

2. CGRAM (Character Generator Random Access Memory): merupakan memori

untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat

diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

3. CGROM (Character Generator Read Only Memory): merupakan memori untuk

menggambarkan pola sebuah karakter. Penggambaran karakter sudah ditentukan

secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD sehingga user tinggal mengambil

sesuai dengan alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang

ada di GCROM.

4. Register Perintah : yaitu register yang berisi perintah-perintah dari

mikrokontroler ke panel LCD pada saat proses penulisan data atau tempat status

dari panel LCD yang dapat dibaca saat instruksi pembacaan data dijalankan

5. Register Data : yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke

DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke

DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Selain itu LCD juga terdapat Pada yang digunakan sebagai kontrol atau masukan

data diantaranya adalah [7]:

1. Pada Data (DB0-DB7) : merupakan jalur untuk memberikan data karakter yang

ingin ditampilkan pada LCD. Pada ini dapat dihubungkan dengan bus data dari

rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar 8 bit [2].

2. Pada RS (Register Select) : berfungsi sebagai indikator atau penentu jenis data

yang masuk seperti clear screen dari posisi kursor, sedangkan logika high

menunjukan data text yang akan ditampilkan pada LCD.

3. Pada R/W : berfungsi sebagai instruksi pada modul LCD. Jika berlogika low

maka modul akan menulis data sedangkan jika high maka modul akan membaca

data. Pada aplikasi umum Pada R/W dihubungkan dengan logika low atau

dihubungkan langsung ke Pada GND.

4. Pada EN (Enable) : berfungsi untuk mengaktifkan dan menonaktifkan LCD.


13

5. Pada Vo (Contrast) : berfunsi untuk mengatur kecerahan tampilan (kontras)

pada LCD.

2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan

Rangkaian pembagi tegangan biasanya digunakan untuk membuat suatu tegangan

referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, titik tegangan referensi pada sensor, untuk

memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias pada komponen aktif.

Rangkaian pembagi tegangan pada dasarnya dapat dibuat dengan 2 buah resistor, contoh

rangkaian dasar pembagi tegangan dengan output VO dari tegangan sumber VI

menggunakan resistor pembagi tegangan R1 dan R2 [4].

Persamaan yang digunakan untuk mencari nilai Vo adalah sebagai berikut:

Berikut ini adalah contoh gambar rangkaian pembagi tegangan:

Gambar 2.12 Rangkaian pembagi tegangan.

2.4 Modul Sensor Arus

Sensor arus adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus Listrik.Sensor arus

ini menggunakan metode Hall Effect Sensor. Hall Effect Sensor merupakan sensor yang

digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall Effect Sensor akan menghasilkan sebuah

tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor


14

tersebut. Pendeteksian perubahan kekuatan medan magnet cukup mudah dan tidak

memerlukan apapun selain sebuah induktor yang berfungsi sebagai sensornya.

Gambar 2.13 Modul Sensor Arus

Modul Sensor Arus ACS 712-30A memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Sensor dapat mendeteksi arah arus positif atau negatif.

2. Memiliki ketelitian 66mv pada setiap perubahan arus 1A.

3. Membutuhkan suplai tegangan masukan sebesar 5v DC.

4. Keluaran nilai arus sama dengan nol adalah setengah nilai Vcc yaitu 2.5v.

5. Arah arus ditunjukan oleh nilai keluaran sensor. Jika arusnya positif maka keluaran

sensor akan lebih dari 2.5v dan jika arusnya negative maka keluaran sensor akan

kurang dari 2.5v

2.5 IC MAX232

MAX232 merupakan salah satu jenis IC rangkaian antar muka dual RS232 transmitter/

receiver yang memenuhi semua spesifikasi standar EIA-232-E. MAX232 memerluka catu

daya 5V. IC ini berfungsi untuk merubah level tegangan pada COM1 menjadi level

tegangan TTL/CMOS.


15

Gambar 2.14 Konfigurasi Pada IC MAX 232.

IC MAX232 terdiri dari tiga bagian yaitu charge pump, voltage converter, driver

RS232, dan receiver RS232,berikut adalah penjelasannya :

1. Dual Charge-Pump Voltage Converter : IC MAX232 memiliki dua charge-pump

internal yang berfungsi untuk menkonversi tegangan +5V menjadi ±10V ( tanpa

beban ) untuk operasi driver RS232. Konverter pertama menggunakan kapasitor C1

untuk menggandakan tegangan input +5V menjadi +10V saat C3 berada pada

output V+. Konverter kedua menggunakan kapasitor C2 untuk merubah +10V

menjadi -10V saat C4 berada pada output V-.

2. Driver RS232 : Output ayunan tegangan ( voltage swing ) driver typical adalah

±8V. Nilai ini terjadi saat driver dibebani dengan beban nominal receiver RS232

sebesar 5kΩ atau Vcc = 5V. Input pada driver yang tidak digunakan bisa dibiarkan

tidak terhubung kemana – mana. Hal ini dapat terjadi karena dalam kaki input

driver IC MAX232 terdapat resistor pull-up sebesar 400kΩ yang terhubung ke

Vcc. Resistor pull-up mengakibatkan keluaran driver yang tidak terpakai menjadi

low karena semua output driver diinversikan.

3. Receiver RS232 : EIA mendefinisikan level tegangan lebih dari 3V sebagai logic 0,

berdasarkan hal tersebut semua receiver diinversikan. Input receiver dapat menahan

tegangan input sampai dengan ±25V dan menyiapkan resistor terminasi input

dengan nilai nominal 5k. Nilai input receiver histeresis tipikal adalah 0,5V dengan

nilai minimum 0,2V, dan nilai delay propogasi typicalnya adalah 600ns.


16

2.6 Visual Basic

Visual Basic adalah pengembangan dari bahasa komputer BASIC (Beginner’s All-

purpose Symbolic Instruction Code). Bahasa BASIC diciptakan oleh Professor John

Kemeny dan Thomas Eugene Kurtz dari Perguruan Tinggi Dartmouth pada pertengahan

tahun 1960-an. Bahasa Program tersebut tersusun mirip dengan bahasa Inggris yang biasa

digunakan oleh para Programer untuk menulis Program-Program komputer sederhana

yang berfungsi sebagai pembelajaran bagi konsep dasar pemrograman komputer. Visual

Basic menyediakan objek-objek yang sangat kuat, berguna dan sangat mudah untuk

digunakan. Dalam pengembangan aplikasi, Visual Basic menggunakan pendekatan visual

untuk merancang user interface dalam bentuk form, sedangkan untuk pemrogramannya

menggunakan bahasa basic. Visual Basic sendiri telah menjadi sebuah tools yang terkenal

bagi sejumlah developer dalam pengembangan aplikasi [8].


https://id.wikipedia.org/wiki/BASIC

https://id.wikipedia.org/wiki/Perguruan_Tinggi_Dartmouth

16

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Dalam bab III ini akan dibahas mengenai perancangan hardware dan perancangan

software (Program). Pembahasan meliputi:

a) Proses Kerja dari sistem monitoring pada pembangkit Listrik alternatif.

b) Perancangan Perangkat Keras.

c) Perancangan Perangkat Lunak.

d) Perancangan Desain Alat dan Visual Basic.

3.1 Proses Kerja Alat

Gambar 3.1 Konsep perancangan alat

Monitoring Pembangkit Energi Alternatif dirancang untuk memonitor tegangan dan

arus yang dihasilkan dari alat Pembangkit Energi Alternatif. Proses awal sistem dimulai

dari memasangkan alat dengan beban yang akan di monitoring. Setelah memasang alat

pengguna akan mengontrol alat melalui PC yang didalamnya terdapat Program Visual

Basic sebagai interfacenya. Melalui interface tersebut maka dapat memilih bagian mana

yang akan dimonitor dengan menekan tombol “arus” atau “tegangan”, Setelah itu perintah

tersebut akan dikirim ke mikrokontroler Atmega 8535 dengan menggunakan perantara


17

RS232. Mikrokontroler Atmega 8535 akan mengirim karakter yang merupakan hasil

pembacaan dari sensor tegangan dan modul sensor arus ke Visual Basic untuk diolah dan

ditampilkan dalam bentuk tabel.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Dalam Perancagan perangkat keras terdapat beberapa bagian utama yaitu:

a) Perancangan Minimum Sistem ATMega 8535 dan Regulator 7805.

b) Rangkaian modul sensor arus.

c) Rangkaian pembagi tegangan.

d) Perancangan rangkaian RS232.

3.2.1 Perancangan Minimum Sistem ATmega 8535

Gambar 3.2 Minimum sistem ATMega 8535

Gambar 3.1 merupakan perancangan minimum sistem dengan IC mikrokontroler

ATMega 8535 sebagai komponen utama. Pada minimum sistem ditambahkan rangkaian

osilator. Nilai kapasitor C1 dan C2 sesuai dengan datasheet ATMega 8535 yang berfungsi

untuk mengoptimalkan clock yang dihasilkan dari crystal 11,0592 MHz. Nilai kapasitor C3

dan R1 sesuai dengan datasheet. Kapasitor C3, resistor R1 serta push button merupakan


18

bagian dari rangkaian reset. LCD akan menampilkan data dari salah satu input masukan

dari sensor alat pengisian baterai otomatis.

Gambar3.3 Rangkaian Osilator

Perancangan rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada

mikrokontroler dapat diulang dari awal. Saat tombol reset ditekan maka mikrokontroler

mendapat input logika rendah, sehingga akan me-reset seluruh proses yang sedang

dilakukan mikrokontroler.

Gambar 3.4 Rangkaian Reset ATmega 8535.

Pada gambar 3.3 terdapat resistor yang memiliki resistansi sebesar 4,7 KΩ yang

difungsikan sebagai pull-up. Resistor pull-up eksternal dapat digunakan untuk menjaga

agar Pada RESET tidak berlogika 0 secara tidak disengaja. Kapasitor 10uF digunakan

untuk menghilangkan noise yang disusun seri dengan resistor. Rangkaian reset minimum


19

system ATMega8535 merupakan gabungan dari rangkaian push-button dan low-pass filter.

Nilai kapasitor dan resistor sesuai dengan datasheet.

3.2.2 Rangkaian Modul Sensor Arus

Gambar 3.5 Rangkaian Modul Sensor Arus [9]

Penggunaan sensor arus pada alat ini adalah sebagai sarana pembaca arus. Dengan

memanfaatkan chip acs 712-30A. Diperlukan supplai tegangan sebesar 5V agar dapat

bekerja dengan baik, sensor ini memiliki kepekaan 66mV/A artinya setiap perubahan 1

ampere keluaran tegangan dari modul berubah 66mV. Pemilihan komponen pada

rangkaian telah sesuai dengan datasheet.

3.2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan

Gambar 3.6 Rangkaian Pembagi Tegangan


20

Rangkaian pembagi tegangan digunakan sebagai sensor tegangan hal ini perlu

dilakukan karena tegangan baterai yang akan diukur memiliki tegangan lebih dari 5v,

sedangkan spesifikasi dari mikrokontroler hanya mampu menerima tegangan maksimal 5v.

Persamaan yang digunakan untuk mencari Vo :

( 3.1)

Dari persamaan diatas maka kita dapat mencari Vout yang diinginkan dengan cara

memasukan nilai Resistor. Dengan memisalkan Nilai R2 = 10KΩ, nilai dari Vout yang

diinginkan sudah diketahui yaitu maksimal sebesar 5V dan nilai dari Vin sebesar 7,4V

maka berdasarkan persamaan diatas didapat nilai R1 = 11KΩ.

3.2.4 Rangkaian RS232

Gambar 3.7 Rangkaian RS232 dengan Mikrokontroler

Rangkaian RS232 digunakan sebagai perantara komunikasi PC dan Mikrokontroler.

Dengan menggunakan chip tersebut, maka dapat terjadi proses komunikasi dan pengiriman

data dari mikrokontroler ke PC ataupun sebaliknya. Nilai kapasitor pada rangkaian adalah

1uf, hal ini dikarenakan sesuai dengan nilai yang tertera pada datasheet [10].

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Rancangan perangkat lunak ini dibuat dalam bentuk flowchart atau diagram alir untuk

mempermudah dalam pembuatan Listing Program. Perancangan Program dibagi menjadi

dua Program utama yaitu Program utama pada mikrokontroler ATMega 8535 sebagai

pengolah data masuk dari sensor tegangan dan modul sensor arus yang merupakan

keluaran dari alat pengisi baterai otomatis menuju ke PC yang nantinya akan diolah lagi


21

oleh Visual Basic. Program mikrokontroler menggunakan bahasa C, yang kemudian akan

di compile secara otomatis ke dalam bentuk file berformat *.hex untuk dimasukan ke

dalam mikrokontroler ATMega 8535. Lalu Program utama yang kedua yaitu Visual Basic

yang berfungsi sebagai user interface serta menampilkan grafik. Listing Program yang

akan dibuat :

a) Program pada Mikrokontroler

b) Program pada Visual Basic

c) Meminta data dari salah satu sensor yang dipilih melalui Visual Basic.

3.3.1 Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler

Gambar 3.8 Diagram Alir pada Mikrokontroler

Pada mikrokontroler digunakan sebagai proses pengaturan pengolahan data sensor.

Pada mikrokontroler ini terjadi proses pengolahan data dari modul sensor arus dan sensor

tegangan kemudian setelah data tersebut diolah maka akan dikirim menuju laptop untuk

ditampilkan pada aplikasi interface berbasis PC (Personal Computer) yaitu Visual Basic

menggunakan komunikasi serial. Proses awal adalah inisialiasai ATMega8535, modul


22

sensor arus dan sensor tegangan , proses selanjutnya adalah pemilihan data yang akan

ditampilkan, data yang ditampilkan ini merupakan perintah dari PC untuk memonitoring

tegangan atau arus, perintah tersebut akan diterima oleh mikrokontroler karena

menggunakan komunikasi dua arah antara mikrokontroler dengan PC, jika tidak ada data

masuk maka sistem kembali keatas untuk melakukan inisialisasi, namun jika ada data yang

masuk maka mikro akan mendeteksi sensor satu-persatu apakah ada sensor yang terdeteksi

jika tidak maka proses akan kembali untuk proses inisialisasi, setelah itu adalah

pengecekan 2 sensor yaitu modul sensor arus dan sensor tegangan dilakukan dengan proses

subrutin sensor,didalam subrutin terjadi proses pembacaan data setelah pengecekan dan

pembacaan adalah pengiriman paket data. Setelah pengiriman paket data adalah proses

pengambilan keputusan tentang adanya proses pengolahan atau tidak, jika ‘tidak’ maka

proses selesai, tetapi jika ‘ya’ maka proses akan kembali ke proses adanya data yang

masuk atau tidak, kondisi pengolahan ini adalah pengulangan pada mikrokontroler saat ada

atau tidak data yang masuk tadi, atau ada tidaknya client yang akan melakukan

monitoring. Diagram alir monitoring pembangkit energy alternatif pada mikrokontroler

dapat dilihat pada gambar 3.8.

3.3.1.1 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman

Gambar 3.9 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman

Pada subrutin ini mikrokontroler hanya meneruskan data yang dikirim ke

mikrokontroler dari Visual Basic. Pada bagian ini data yang dimaksud adalah waktu dalam


23

satuan menit, yang berfungsi untuk mengatur jeda pengiriman setiap saat yang harus

dilakukan oleh mikrokontroler.

3.3.1.2 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus

Gambar 3.10 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus

Pada Modul Sensor Arus hanya terjadi proses pembacaan dari objek yang akan diukur

arusnya yang kemudian hasil pembacaan akan diolah pada mikrokontroler. Setelah data

selesai diolah maka mikrokontroler akan mengirim paket data yang berisi hasil pembacaan

dari modul sensor arus.


24

3.3.1.3 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan

Gambar 3.11 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan

Pada Sensor tegangan hanya terjadi proses pembacaan dari objek yang akan diukur

arusnya yang kemudian hasil pembacaan akan diolah pada mikrokontroler. Setelah data

selesai diolah maka mikrokontroler akan mengirim paket data yang berisi hasil pembacaan

dari sensor tegangan.

3.3.2 Format Paket Data

Pada perancangan Database setiap paket daya yang diterima akan disimpan pada

Database. Paket data yang diterima mempunyai dua buah data yang terdiri dari data pada

sensor arus dan sensor tegangan. Paket data yang diterima kemudian disimpan dalam satu

baris excel. Jumlah baris pada satu excel adalah 1.048.576 baris. Pengiriman paket data

pada terminal dapat diatur minimal 2 menit dan maksimal 10 menit. Pengaturan pada

jumlah paket data dalam satu excel aalah dengan mengasumsikan paket data dikirim pada

waktu minimal yaitu setiap 2 menit, maka dalam waktu satu hari atau 24 jam, paket data

yang akan disimpan sejumlah 720 paket data. Berdasarkan hal tersebut dengan

mengasumsikan satu bulan 31 hari, maka:

Satu hari = 24jam = 1440 menit.

Interval satu paket data = 2 menit.

Jumlah paket data dalam satu hari = 1440 / 2 = 720 paket data.

Satu bulan = 31 hari.

Jumlah paket data dalam satu bulan 720 x 31 = 22320 paket data.


25

Tabel 3.1 Rancangan format Database.

Tanggal Jam Arus (A) Tegangan (V)

07 / 07 / 2016 0:02 0,1 0.39

07 / 07 / 2016 0:04 0,1 0.40

07 / 07 / 2016 0:06 0,1 0.41

3.3.3 Perancangan Perangkat Lunak Visual Basic

Gambar 3.12 Diagram Alir GUI pada Visual Basic.

Pada diagram alir GUI pada Visual Basic terdapat huruf “Y” yang berarti Yes dan “N”

yang berarti No. Langkah pertama yang dilakukan adalah menghubungkan port

mikrokontroler ATmega 8535 dengan Visual Basic harus sesuai. Apabila sudah sesuai

maka akan tertampil tanggal dan jam sesuai dengan Personal Computer (PC).Saat client

mengatur waktu pengiriman maka hal ini akan mempengaruhi lama waktu jeda pengiriman

data dari mikrokontroler ke PC. Saat client memilih arus maka data yang ditampilkan

hanya arus saja, apabila client memilih arus dan tegangan maka data yang ditampilkan arus

dan tegangan.Saat client memilih grafik maka akan ditampilkan grafik dari hasil

pengukuran. Saat client memilih Database maka Database pada Microsoft excel akan

tertampil pada layar.


26

3.3.3.1 Subrutin Waktu Pengiriman Pada Visual Basic

Gambar 3.13 Sub Rutin Setting Waktu pada Visual Basic.

Pada diagram alir ini, text.text merupakan data waktu yang terdiri dari karakter, yang

nantinya akan dikirimkan ke mikrokontroler ATMega 8535 terlebih dahulu. Data yang

dikirimkan berupa dalam satuan menit. Memiliki batasan minimal 2 menit dan batasan

maksimal 10 menit. Apabila karakter yang dimasukan kurang dari 2 menit atau lebih dari

10 menit maka akan tertampil msg.box batasan minimal ataupun batasan maksimal.


27

3.3.3.2 Sub Rutin Ambil Data Sensor Arus

Gambar 3.14 Diagram Alir Sub Rutin Ambil Data Sensor Arus

Pada diagram alir ini, terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic ke

mikrokontroler ATMega 8535. Setelah terjadi proses pengiriman karakter dari Visual

Basic maka mikrokontroler akan mengirim data yang diminta untuk di tampilkan pada GUI

Visual Basic.


28

3.3.3.3 Sub Rutin Ambil Data Sensor Tegangan

Gambar 3.15 Diagram Alir Sub Rutin Ambil Data Sensor Tegangan

Pada diagram alir ini, terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic ke

mikrokontroler ATMega 8535. Setelah terjadi proses pengiriman karakter dari Visual

Basic maka mikrokontroler akan mengirim data yang diminta untuk di tampilkan pada GUI

Visual Basic.


29

3.4 Perancangan Desain Interface Visual Basic

Gambar 3.16 Interface Visual Basic

3.5 Perancangan Desain Alat

Gambar 3.17 Desain alat tampak atas


30

Gambar 3.18 Desain alat tampak depan

Gambar 3.19 Desain alat tampak samPadag kanan

Gambar 3.20 Desain alat bagian belakang


31

BAB IV

Pembahasan Dan Analisis

Pada bab ini berisi pembahasan alat yang telah dibuat, yang meliputi hasil

pengamatan dari percobaan. Hasil pengamatan yang akan dibahas terdiri dari atas data

yang diterima dari tegangan dan arus yang dikirim melalui komunikasi serial, data yang

ditampilkan pada grafik Visual Basic dan data pada Database. Hasil pengujian berupa

data-data yang diperoleh untuk memperlihatkan bahwa hardware ataupun software yang

dirancang telah berjalan dengan baik atau tidak. Berdasarkan data – data tersebut maka

dapat dilakukan analisis terhadap fungsi kerja dari alat tersebut yang kemudian dapat

digunakan untuk menarik kesimpulan akhir.

4.1 Bentuk Fisik Alat

Pada bagian ini, dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian komponen dan case. Bentuk

fisik dari case dirancang untuk melindungi komponen-komponen yang ada di dalamnya

sehingga dapat disusun secara rapi.

Gambar 4.1 Bentuk Alat

Desain bentuk fisik sistem disesuaikan dengan banyaknya komponen yang ada

didalamnya, serta memudahkan dalam pemindahan alat. Pada bentuk fisik terdapat dua

buah tombol yaitu tombol On/Off dan sebuah tombol reset, terdapat pula beberapa buah

lubang yang terdiri dari lubang untuk sensor arus, sensor tegangan, port serial dan ground.


32

Gambar 4.2 Komponen Penyusun Alat

Tabel 4.1 Keterangan Gambar 4.2

Nomor Keterangan

1 Mikrokontroler

2 Rangkaian Pembagi Tegangan (sensor

tegangan)

3 Sensor Arus ACS 712-30A

4 Modul Max232

5 LCD 16x2

4.2 Cara Pengoperasian Alat

Pada alat ini terdapat dua buah tombol tombol On/Off dan Reset. Tombol Start

digunakan untuk menghidupkan alat dan tombol Reset digunakan untuk mereset

mikrokontroler yang ada di dalamnya, sedangkan hasil dari pengukuran akan tertampil

pada LCD. Tata cara penggunaan alat akan dijelaskan pada langkah-langkah dibawah ini:

1. Pastikan sumber daya sudah tersambung dengan baik.

2. Tekan tombol On/Off pada alat, tunggu hingga alat menyala.

3. Hubungkan port serial ke usb dengan menggunakan usb converter.

4. Cek pada device manager untuk mengetahui port berapa yang digunakan.


33

5. Masukan nilai port sesuai dengan nilai port yang tertera di device manager pada

textbox pada interface Visual Basic.

6. Pada interface Visual Basic masukan nilai interval yang akan digunakan dengan

nilai tidak boleh lebih dari 2 menit atau 120 detik.

7. Klik pada checkbox tegangan untuk menampilkan tegangan yang sedang di

monitoring.

8. Klik pada checkbox arus untuk menampilkan arus yang sedang di monitoring.

9. Klik Mulai.

10. Klik tombol Buka Database untuk membuka file Database yang berada di

MS.Access

11. Klik tombol Grafik untuk menampilkan grafik hasil dari pembacaan sensor

tegangan atau sensor arus.

12. Klik tombol Reset untuk mengkosongkan textbox tegangan dan arus.

13. Klik tombol Exit untuk keluar dari interface Visual Basic.

14. Jika terjadi Error atau hang pada alat maka tekan tombol reset yang terdapat

alat untuk mereset mikrokontroler, atau dengan menekan tombol On/Off yang

terdapat pada alat.

4.3 Cara Kerja Sistem

Sistem bekerja membaca tegangan dan arus pada alat pengisian baterai dengan

menggunakan mikrokontroler. Selama proses pembacaan tegangan dan arus yang

dilakukan oleh mikrokontroler terjadi proses pengiriman data melalui port serial menuju

GUI (Graphical User Interface).

Alat ini dibagi menjadi beberapa sub sistem yang masing-masing memiliki fungsi

dan tugasnya tersendiri. Tugas dan fungsi dari masing-masing sub sistem akan dijelaskan

pada poin berikut ini.

4.3.1 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler

Rangkaian Mikrokontroler memiliki dua tugas utama yaitu pembacaan sensor

tegangan dan arus, serta pengiriman pembacaan data yang dilakukan oleh mikrokontroler

melalui komunikasi serial. Pada proses pembacaan sensor, sensor terhubung pada port

ADC pada mikrokontroler. Untuk sensor tegangan menggunakan port A0 (ADC0) dan

untuk sensor arus menggunakan port A1 (ADC1).


34

Gambar 4.3 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler

Sub sistem rangkaian minimum sistem mikrokontroler dapat menjanlakan fungsinya

dengan baik. Minimum sistem mikrokontroler dapat membaca data yang dihasilkan dari

sensor tegangan dan arus, serta dapat mengirimkan data dari hasil pembacaan sensor-

sensor tersebut dengan menggunakan fitur USART yang tertanam pada chip

mikrokontroler menuju ke PC/Laptop dan ditampilkan oleh GUI Visual Basic.

4.3.2 Sensor Tegangan dan Sensor Arus

Sensor tegangan dan sensor arus memiliki tugas utama yaitu sebagai pembaca

tegangan dan arus yang akan dimonitor. Sensor tegangan menggunakan rangkaian pembagi

tegangan dan pada sensor arus menggunakan sensor ACS 712-30A.

Gambar 4.4 Rangkaian Pembagi Tegangan


35

Gambar 4.5 Modul Sensor Arus

Tabel 4.2 Sample Data Pembanding Sensor Tegangan

jam tegangan

alat yang

dibuat multimeter

2:50 3,54 3,56

2:52 3,55 3,54

2:54 3,58 3,53

2:56 3,52 3,56

2:58 3,53 3,57

3:00 3,54 3,56

3:02 3,57 3,57

3:04 3,59 3,57

Tabel 4.3 Sample Data Pembanding Sensor Arus

Jam arus

alat yang dibuat multimeter

3:07 0,44 0,48

3:09 0,44 0,47

3:11 0,44 0,48

3:13 0,44 0,48

3:15 0,44 0,48

3:17 0,44 0,48

3:19 0,44 0,47

3:21 0,44 0,48

Berdasarkan data yang terdapat pada tabel 4.2 dan 4.3, sensor tegangan dan sensor

arus dapat berfungsi dengan baik, meskipun terdapat beberapa kendala apabila

dibandingkan dengan alat ukur yang ada seperti multimeter. Terdapat selisih antara alat ini

dengan multimeter namun masih dapat ditoleransi.


36

4.3.3 Komunikasi Serial

Rangkaian komunikasi serial memiliki tugas utama yaitu sebagai penghubung antara

minimum sistem mikrokontroler dengan PC/Laptop. Dengan memanfaatkan fitur USART

yang terdapat dalam mikrokontroler maka dapat memungkinkan terjadinya pengiriman

data dari mikrokontroler ke PC/Laptop. Pada sub sistem komunikasi serial menggunakan

rangkaian rs232 dengan port serial sebagai penghubung. Dikarenakan sudah langkanya

port serial pada PC/Laptop sebagai masukan dari device eksternal, maka digunakan

converter dari port serial ke USB. Hal ini dilakukan karena port USB lebih banyak

digunakan dan lebih mudah dicari dibandingkan port serial.

Gambar 4.6 Modul Rangkaian Komunikasi RS232

Pada sub sistem komunikasi serial dapat menjalankan fungsinya dengan baik. Modul

rangkaian rs232 dapat mengirimkan data dengan tepat dan tidak ada data yang berkurang

selama proses pengiriman. Sehingga data yang dikirim dapat diterima dan ditampilkan

pada Visual Basic.

4.3.4 Interface Visual Basic

Pada interface Visual Basic memiliki tugas utama yaitu sebagai interface atau tatap

muka alat monitoring tegangan dan arus ini. Pada GUI Visual Basic terjadi proses

penerimaan data yang dikirim dari mikrokontroler. Pada GUI terdapat tampilan data dari

hasil pembacaan sensor tegangan dan sensor arus. Selain data hasil pembacaan sensor

terdapat juga grafik, dan Database.


37

Gambar 4.7 Interface Visual Basic

Gambar 4.8 Database pada GUI

Gambar 4.9 Grafik pada GUI

Pada interface Visual Basic dapat menjalankan fungsinya dengan baik. GUI dapat

menampilkan data dengan tepat tidak ada yang berkurang. Pada Database dapat

menyimpan data sesuai dengan data yang ditampilkan pada GUI. Pada grafik terdapat

beberapa kendala yaitu pada skala yang kurang tepat dan kurang presisi.


38

4.4 Pengujian dan Analisis

Pengujian alat ini merupakan pengujian sistem secara keseluruhan kerja dari alat ini.

Program mikrokontroler merupakan otak kerja dari alat ini. Pada LCD 16x2 hanya dapat

menampung 32 karakter dengan 16 karakter pada baris pertama dan 16 karakter pada baris

kedua LCD. Pada mikrokontroler terjadi proses pembacaan data dari sensor, kemudian

data-data tersebut dikirimkan ke GUI dan disimpan pada database dengan bantuan

komunikasi serial.

Tabel 4.4 Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus

Waktu (jam) tegangan arus

2:30:30 PM 3,44 0,88

2:32:31 PM 3,44 0,88

2:34:31 PM 3,46 0,88

2:36:31 PM 3,51 0,88

2:38:31 PM 3,49 0,88

2:40:30 PM 3,49 0,88

2:42:31 PM 3,48 0,88

2:44:30 PM 3,53 0,88

2:46:30 PM 3,53 0,81

2:48:30 PM 3,53 0,88

2:50:31 PM 3,56 0,88

2:52:31 PM 3,54 0,88

2:54:30 PM 3,53 -0,07

2:56:30 PM 3,56 0,88

2:58:30 PM 3,57 0,88

3:00:31 PM 3,56 -0,07

3:02:30 PM 3,57 0,88

3:04:31 PM 3,57 -0,07

3:06:30 PM 3,60 0,88

3:08:31 PM 3,60 0,88

3:10:30 PM 3,61 0,66

3:12:30 PM 3,61 0,88

3:14:31 PM 3,62 0,88

3:16:30 PM 3,64 0,88

3:18:31 PM 3,64 0,88

3:20:31 PM 3,67 0,88

3:22:31 PM 3,65 0,88

3:24:31 PM 3,67 0,88

3:26:31 PM 3,67 0,88

3:28:31 PM 3,68 0,88

3:30:31 PM 3,68 0,88


39

Tabel 4.5 (Lanjutan) Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus

Waktu (Jam) Tegangan Arus

4:46:31 PM 4,03 0,66

4:48:31 PM 4,05 0,66

4:50:31 PM 4,06 0,66

4:52:31 PM 4,06 0,59

4:54:31 PM 4,06 0,59

4:56:31 PM 4,08 0,66

4:58:31 PM 4,08 0,51

5:00:31 PM 4,08 0,88

5:02:31 PM 4,08 0,44

5:04:31 PM 4,10 0,44

5:06:31 PM 4,10 0,29

5:08:31 PM 4,06 0,22

5:10:31 PM 4,10 0,22

5:12:31 PM 4,11 0,22

5:14:31 PM 4,10 0,44

5:16:31 PM 4,11 0,07

5:18:31 PM 4,10 0,07

Gambar 4.10 Grafik Tegangan Terhadap Waktu


40

Gambar 4.11 Grafik Arus Terhadap Waktu

Pada hasil monitoring tabel 4.4 hasil sensor arus tidak dapat menampilkan hasil

pengukuran selain kelipatan dari 0,07A untuk setiap kenaikan step pada ADC

mikrokontroler. Hal ini dapat disebabkan oleh kurang telitinya dari modul sensor arus

tersebut. Berdasarkan datasheet dari sensor arus ACS712-30A, sensor jenis ini memiliki

sensitivitas sebesar 66mV/A. Maka perubahan nilai arus dipengaruhi setiap adanya

kenaikan nilai tegangan sebesar 66mV.

Pada saat kondisi pembacaan sensor arus 0A maka tegangan pada sensor arus yang

didapat adalah 2,5V, namun pada saat pembacaan sensor arus 1A maka berdasarkan

datasheet sensor arus acs712-30A tegangan pada sensor arus yaitu

1A = 2,5V + 66mV

= 2,566

Untuk mengetahui nilai sensitivitas sensor arus pada alat ini dapat dilihat pada

persamaan dibawah ini.

(4.1)


41

Berdasarkan persamaan (4.1) maka didapat nilai untuk step ADC ketika mencapai

1A. Untuk mencari sensitvitas arus dapat dilihat pada persamaan (4.2)

1-ADC0

(4.2)

Pada alat yang dibuat sensitivitas yang didapat sebesar 77mA untuk setiap kenaikan

step pada ADC. Pada tabel 4.4 dan 4.5 arus yang terukur tidak selalu stabil, terjadi naik

dan turun pada arus yang terukur. Untuk mengatahui rata-rata dari sensitivitas nilai arus

yang terukur maka diambil beberapa sample data dari hasil pengukuran dengan cara

menghitung selisih antara hasil pengukuran arus yang naik turun.

Sample pertama = 0,88 – 0,81

=0,07

Sample kedua = 0,66 – 0,51

= 0,15

Sample ketiga = 0,88 – 0,66

= 0,22

Sample keempat = 0,88 – 0,44

= 0,44

Pada sample pertama terjadi perubahan satu step ADC, sample kedua terjadi

perubahan dua step ADC, sample ketiga terjadi perubahan tiga step ADC dan pada sample


42

keempat terjadi perubahan enam step ADC. Untuk mencari rata-rata sensitivitas sensor

arus maka dapat dicari dengan persamaan (4.3) berikut

(4.3)

Dari persamaan diatas maka diketahui nilai rata-rata resolusi dari sensor arus pada

alat ini yaitu 0,0727A

Tabel 4.6 Hasil Monitoring Tegangan dan Arus

waktu tegangan arus

9:37:05 PM 3.71 -0.07

9:37:06 PM 3.73 -0.07

9:37:08 PM 3.71 -0.07

9:37:09 PM 3.71 -0.07

9:37:10 PM 3.74 -0.07

9:37:11 PM 3.71 -0.07

Berdasarkan tabel 4.6 pada saat proses pengisian terjadi Error pada charger baterai

nilai arus yang terukur menjadi negatif . Hal tersebut dapat terjadi karena tegangan yang

diukur pada sensor arus kurang dari 2.5V. Untuk mengetahui nilai tegangan yang masuk ke

ADC yaitu

Nilai tegangan untuk setiap step ADC yaitu 4,8mV, pada tabel 4.6 terdapat hasil

pengukuran arus yang negatif. Maka nilai tegangan yaitu


43

VDC1 = 2,5V-4,8mV

= 2,495V

Melalui persamaan untuk mencari nilai ADC (4.1) maka diperoleh pada tegangan

2,495V terdapat pada step 511.

4.4.1 Pengujian Rangkaian Pembagi Tegangan

Gambar 4.12 Tegangan Terukur pada Multimeter dan GUI

Tabel 4.7 Data Pembanding Tegangan pada Multmeter dan Alat

jam tegangan

alat yang dibuat multimeter

2:50 3,54 3,56

2:52 3,55 3,54

2:54 3,58 3,53

2:56 3,52 3,56

2:58 3,53 3,57

3:00 3,54 3,56

3:02 3,57 3,57

3:04 3,59 3,57

3:06 3.54 3,56

3:08 3,6 3,57

3:10 3,61 3,57

3:12 3,62 3,6

3:14 3,65 3,6

3:16 3,63 3,61

3:18 3,64 3,61

3:20 3,67 3,62

3:22 3,67 3,64


44

Berdasarkan data pada tabel 4.7 pada pengujian sensor tegangan terjadi selisih

dengan nilai selisih paling besar 0,05. Hal ini dapat terjadi dikarenakan perhitungan yang

terdapat didalam Program di mikrokontroler.

Gambar 4.13 List Program Mikrokontroler

4.4.2 Pengujian Modul Sensor Arus

Gambar 4.14 Arus Terukur pada Multimeter

Tabel 4.8 Data Pembanding Arus pada Multimeter dan Alat


45

Jam arus

alat yang dibuat multi

3:07 0,44 0,48

3:09 0,44 0,47

3:11 0,44 0,48

3:13 0,44 0,48

3:15 0,44 0,48

3:17 0,44 0,48

3:19 0,44 0,47

3:21 0,44 0,48

Tabel 4.9 (Lanjutan)Data Pembanding Arus pada Multimeter dan Alat

Jam

arus

alat yang dibuat multi

3:23 0,44 0,48

3:25 0,44 0,47

3:27 0,44 0,48

3:29 0,44 0,48

3:31 0,44 0,48

3:33 0,44 0,48

3:35 0,44 0,48

3:37 0,44 0,48

3:39 0,44 0,48

3:41 0,44 0,48

3:43 0,44 0,48

3:45 0,44 0,48

3:47 0,44 0,48

3:49 0,44 0,48

3:51 0,44 0,48

3:53 0,44 0,48

3:55 0,44 0,48

3:57 0,44 0,48

3:59 0,44 0,48

4:01 0,44 0,48

4:03 0,44 0,48

4:05 0,44 0,48

4:07 0,44 0,48

4:09 0,44 0,48

Berdasarkan tabel 4.8 pada pengujian modul sensor arus ACS712-30A terjadi selisih

yaitu sebesar 0,04.


46

4.4.3 Pengujian Rangkaian Komunikasi Serial

Gambar 4.15 Pengujian Rangkaian Komunikasi

Gambar 4.16 merupakan pengujian dari komunikasi serial, pada saat melakukan uji

coba apabila salah dalam memasukan com port maka akan muncul Error seperti pada

gambar 4.18. Dan proses komunikasi serial tidak akan terjadi, solusi untuk mengatasi

Error tersebut dapat dilakukan dengan memasukan COM PORT yang benar berdasarkan

yang terdeteksi pada device manager.

Gambar 4.16 COM PORT pada PC/Laptop

Gambar 4.17 Pengujian Error pada COM PORT


47

4.4.4 Pengujian Database

Gambar 4.18 Tampilan Pada Saat Monitoring

Gambar 4.19 Tampilan Pada Database

Pada gambar 4.19 merupakan hasil tampilan pada proses monitoring tegangan dan

arus. Terdapat jam dan data masuk, pengujian pengambilan data dilakukan sebanyak tiga

kali dan menghasilkan 405 data yang masuk dan disimpan pada Database MS Access.

Sebagai pembuktian dapat dilihat pada gambar 4.20 yang merupakan salah satu potongan

dari hasil penyimpanan Database. Pada format Database terjadi perubahan dari rancangan

yang ada pada Bab III yaitu hilangnya kolom tanggal. Hal ini terjadi karena terdapat Error

apabila ingin memasukan data tanggal dan jam secara bersamaan, seperti yang ditunjukan

pada gambar 4.21 alarm Error muncul yaitu run time Error ‘-2147217887(80040e21)’

yang berisi Multiple – step operation generated Errors. Error tersebut memiliki arti yaitu

karakter yang diisi tidak sesuai atau input pada field tersebut melebihi jumlah karakter

yang ada. Namun disini peneliti sudah mencoba untuk menyesuaikan format data dan

menyesuaikan field agar jumlah karakter yang ada bisa disimpan, akan tetapi Error

tersebut masih tetap saja muncul.


48

Gambar 4.20 Error pada Database

Gambar 4.21 Penjelasan Letak Error pada Database

4.4.5 Analisis Grafik GUI

Pada bagian ini dilakukan analisis pada sistem yang dibuat karena pada saat

melakukan pembacaan data yang kemudian data tersebut diolah menjadi grafik dinamis,

grafik yang ditampilkan tidak presisi seperti pada gambar 4.21. Grafik yang dihasilkan

cenderung hanya lurus saja. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu:

1. Pengaturan skala pada kode Program Visual Basic.

2. Pengaturan interval untuk menggambar grafik.


49

Gambar 4.22 Error Grafik GUI

Gambar 4.23 List Program Skala

Pada gambar 4.22 merupakan penjelasan tentang dimana letak error pada bagian ini.

Error pada skala dapat dilihat pada gambar 4.22, pada bagian skala merupakan bagian yang

mengatur seberapa presisi grafik yang dibuat. Untuk bagian titik acuan merupakan bagian

yang mengatur letak awal proses menggambar grafik. Pada bagian ini Titik nol Y berada di

1250 dan Y1 di 1000, dengan skala lebar pada picture box yang digunakan sebesar

21216.96.


50

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan, pembuatan, dan pengujian alat sistem monitoring

pada alat pengisian baterai otomatis dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Tegangan yang dapat terukur saat ini dari 3.44V sampai dengan 4.10V dengan

sensitivitas 0.01V.

2. Arus yang dapat terukur dari 0A sampai dengan 0.88A dengan sensitivitas

0.07A untuk setiap step kenaikan pada ADC.

3. Database dapat menyimpan data hasil monitoring secara urut.

4. Grafik dinamis pada visual basic kurang akurat.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil yang diperoleh, untuk pengembangan sistem monitoring ini lebih

lanjut terdapat beberapa saran agar alat ini dapat bekerja lebih baik, yaitu dengan

mengganti modul sensor arus. Diharapkan dengan mengganti modul sensor arus dapat

mengukur arus dengan ketelitian yang lebih akurat, sehingga sistem ini dapat berkerja

lebih optimal.


51

DAFTAR PUSTAKA

[1] Pradana, Michael Aditya Putra. ,2015, Kontrol pengisian baterai otomatis pada

sistem pembangkit listrik alternatif.

[2] Setiawan,A.,2011, Mikrokontroler ATMEGA 8535 & ATMEGA 16 menggunakan

BASCOM-AVR, C.V. Andi Offset, Yogyakarta.

[3] Wardhan,Lingga. , 2006 , Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega 8535

Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, C.V. Andi Offset, Yogyakarta.

[4] Boylestad, Nashelsky, Device Circuit and Theory, 7th ed, Prentice Hall internasional

Ohio.

[5] ______,2006, Data Sheet Microcontroler ATMega 8535, Atmel.

[6] http://www.allegromicro.com/en/Products/Current-Sensor-ICs.aspx diakses pada tanggal 19

April 2016.

[7] ______,2008, Data Sheet LCD 16x2, Revolution Education Ltd.

[8] Prabawati, Theresia Ari. ,2008, Microsoft Visual Basic 6.0 untuk Pemula. Andi-

Madcoms, Yogyakarta.

[9] http://www.electroschematics.com/11279/current-sensor-module-microcontrollers/ diakses

tanggal 19 April 2016.

[10] http://www.ti.com/lit/ds/symlink/max232.pdf diakses tanggal 14 Juli 2016.


http://www.allegromicro.com/en/Products/Current-Sensor-ICs.aspx

http://www.electroschematics.com/11279/current-sensor-module-microcontrollers/

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/max232.pdf

L1

LAMPIRAN


L2

LAMPIRAN I

Perancangan Keseluruhan Sistem Elektronik


L3

LAMPIRAN II

LISTING PROGRAM AVR

*****************************************************

This Program was produced by the

CodeWizardAVR V2.04.4a Advanced

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2009 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l

http://www.hpinfotech.com

Project : Sistem Monitoring Pada Alat Pengisian Baterai Otomatis

Version :

Date : 17-Sept-2016

Author : Albertus Bori

Company :

Comments :

Chip type : ATmega8535

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 16.000000 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 128

*****************************************************/

#include <mega8535.h>

#include <delay.h>

#include <alcd.h>


http://www.hpinfotech.com/

L4

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x00

unsigned char teg[6], ar[6];

unsigned int data1, data2;

int b;

float tegangan, arus, a;

// Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

delay_us(10);

ADCSRA|=0x40;

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

void main(void)

DDRD.1=1; PORTD.1=1;

// USART initialization

// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity

// USART Receiver: On

// USART Transmitter: On

// USART Mode: Asynchronous

// USART Baud Rate: 9600

UCSRA=0x00;

UCSRB=0x18;

UCSRC=0x86;

UBRRH=0x00;


L5

UBRRL=0x67;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 1000.000 kHz

// ADC Voltage Reference: AREF pin

// ADC High Speed Mode: Off

// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0x84;

SFIOR&=0xEF;

// Alphanumeric LCD initialization

// Connections are specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:

// RS - PORTC Bit 0

// RD - PORTC Bit 1

// EN - PORTC Bit 2

// D4 - PORTC Bit 4

// D5 - PORTC Bit 5

// D6 - PORTC Bit 6

// D7 - PORTC Bit 7

// Characters/line: 16

lcd_init(16);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts("V:");

lcd_gotoxy(0,1);


L6

lcd_puts("A:");

while (1)

data1=read_adc(0);

data2=read_adc(1);

a=(int)(data1*5);

b=(int)((data2-512)*5);

tegangan=(float)(a/1023)/0.4762;

arus=(float)b*15/1023;

ftoa(tegangan,2,teg);

ftoa(arus,2,ar);

lcd_gotoxy(2,0);

lcd_puts(teg);

lcd_puts("v ");

lcd_gotoxy(2,1);

lcd_puts(ar);

lcd_puts("A ");

printf("* %s %s # \n",teg, ar);

delay_ms(500);


L7

LAMPIRAN III

LISTING PROGRAM VISUAL BASIC

Dim mulai As Boolean

Dim i, k, j, spasi(3), p As Byte

Dim teg, ar As Single

Dim masuk, awal, akhir, a As String

Dim X1, X2, X3, X4, Y1, Y2, Y3, Y4, Data As Integer

Dim Step, SkalaX, SkalaY, SkalaX1, SkalaY1 As Integer

Dim TitikNolX, TitikNolY, TitikNolX1, TitikNolY1 As Integer

Private Sub reset_Click()

If MSComm1.PortOpen = True Then

MSComm1.PortOpen = False

End If

reset.Enabled = False

start.Enabled = True

End Sub

Private Sub exit_Click()

x = MsgBox("Apakah ingin keluar?", vbQuestion + vbYesNo, "informasi")

If x = vbYes Then

If MSComm1.PortOpen = True Then MSComm1.PortOpen = False

End

End If


L8

End Sub

Function parsing()

k = 0

For j = 1 To Len(masuk)

If Mid(masuk, j, 1) = " " Then

spasi(k) = j

k = k + 1

End If

Next j

teg = Val(Mid(masuk, spasi(0), spasi(1) - spasi(0)))

ar = Val(Mid(masuk, spasi(1), spasi(2) - spasi(1)))

End Function

Private Sub Form_Load()

Check1.Value = 0

Check2.Value = 0

'nilai awal

X1 = 0

Y1 = 0

X2 = 1

Y2 = 0

X3 = 0

Y3 = 0

X4 = 1

Y4 = 0

' nilai skala dalam menggambar pada VB

SkalaX = 7

SkalaY = 5

SkalaX1 = 7

SkalaY1 = 1

' Titik acuan sumbu Y, sebagai titik nol sumbu Y

TitikNolY = 1250

TitikNolY1 = 1000

X2 = X2 + 1 ' X2 = X2 + 1


L9

X4 = X4 + 2

End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm()

If mulai = True Then

a = MSComm1.Input

masuk = masuk & a

i = i + 1

If a = Chr$(10) Then

awal = Left(masuk, 1)

akhir = Mid(masuk, i - 2, 1)

If awal = "*" And akhir = "#" Then

Call parsing

If Check2.Value = 1 Then

tegangan(0).Text = teg

Else: tegangan(0).Text = ""

End If

If Check1.Value = 1 Then

arus(0).Text = ar

Else: arus(0).Text = ""

End If

End If

masuk = ""

i = 0

End If

End If

End Sub

Private Sub start_Click()

reset.Enabled = True

start.Enabled = False

If MSComm1.PortOpen = False Then


L10

If port.Text = "" Then

MsgBox ("Silahkan Masukan COM PORT")

Else:

p = Val(port.Text)

MSComm1.CommPort = p

MSComm1.Settings = "9600,N,8,1"

MSComm1.InputLen = 1

MSComm1.RThreshold = 1

MSComm1.PortOpen = True

End If

End If

Timer1.Enabled = True

Timer2.Enabled = True

Timer2.Interval = Text3.Text

mulai = True

Do Until start.Enabled = True

If Not tegangan(0).Text = Empty Then

With Adodc1.Recordset

If Not .BOF = True Then

.MoveLast

.Find "waktu='" & Text1.Text & "'"

If Not .EOF Then

'!waktu = Text2.Text

!tegangan = tegangan(0).Text

!arus = arus(0).Text

.Update

Else

.AddNew


L11

!waktu = Text1.Text ' prses pnyimpnan,!kode(adlah field dtabase)Text1.text

(yg di form)




.Update

End If

Else

.AddNew

!waktu = Text1.Text




.Update

End If

DataGrid1.Refresh

End With

End If

'Dim p As Integer

'p = MsgBox("Isi Data Lagi ?", vbInformation + vbYesNo, "Aplikasi coba")

'If p = vbYes Then

'Text1.Text = ""

'Text2.Text = ""

'Text3.Text = ""

'Text3.Text = ""

' Text4.Text = ""

'Text1.SetFocus

' Else

' End

' End If

d = Timer + 120

Do While d > Timer


L12

DoEvents

Loop

Loop

End Sub

Private Sub Timer1_Timer()

Text1.Text = Time

Text2.Text = Format(Date, "dddd,d mmmm,yyyy")

End Sub


'data yang akan digambar

Data = Val(tegangan(0).Text)

Data = Val(arus(0).Text)

' titik awal untuk menggambar garis, Titik O

'X1 = Text9.Text

'Y1 = Text10.Text

' titik data yang akan digambar Titik A

'X2 = Text11.Text

Y2 = Data 'Text12.Text

Y4 = Data

' menggambar garis

Picture1.Line (X1 * SkalaX, TitikNolY - (Y1 * SkalaY))-(X2 * SkalaX, TitikNolY - (Y2 *

SkalaY)), vbRed

Picture1.Line (X1 * SkalaX1, TitikNolY1 - (Y1 * SkalaY1))-(X2 * SkalaX1, TitikNolY1 -

(Y2 * SkalaY1)), vbBlue


L13

' mengatur nilai untuk titik berikutnya

X1 = X2 ' X1 = X2

Y1 = Y2 ' Y1 = Y2

X2 = X2 + 1 ' X2 = X2 + 1

X3 = X4 ' X1 = X2

Y3 = Y4 ' Y1 = Y2

X4 = X4 + 2

'Text12.Text = Data

End Sub


If Timer3.Interval = 20000 Then

Picture1.Cls

X1 = 0

Y1 = 0

X2 = 1

Y2 = 0

X3 = 0

Y3 = 0

X4 = 1

Y4 = 0

End If

End Sub


L14

LAMPIRAN IV

Hasil Monitoring Pada Database Tegangan dan Arus

Waktu Tegangan Arus

2:30:30 PM 3.44 0.88

2:32:31 PM 3.44 0.88

2:34:31 PM 3.46 0.88

2:36:31 PM 3.51 0.88

2:38:31 PM 3.49 0.88

2:40:30 PM 3.49 0.88

2:42:31 PM 3.48 0.88

2:44:30 PM 3.53 0.88

2:46:30 PM 3.53 0.81

2:48:30 PM 3.53 0.88

2:50:31 PM 3.56 0.88

2:52:31 PM 3.54 0.88

2:54:30 PM 3.53 -0.07

2:56:30 PM 3.56 0.88

2:58:30 PM 3.57 0.88

3:00:31 PM 3.56 -0.07

3:02:30 PM 3.57 0.88

3:04:31 PM 3.57 -0.07

3:06:30 PM 3.6 0.88

3:08:31 PM 3.6 0.88

3:10:30 PM 3.61 0.66

3:12:30 PM 3.61 0.88

3:14:31 PM 3.62 0.88

3:16:30 PM 3.64 0.88

3:18:31 PM 3.64 0.88

3:20:31 PM 3.67 0.88

3:22:31 PM 3.65 0.88

3:24:31 PM 3.67 0.88

3:26:31 PM 3.67 0.88

3:28:31 PM 3.68 0.88

3:30:31 PM 3.68 0.88

3:32:31 PM 3.71 0.81

3:34:31 PM 3.71 0.66

3:36:31 PM 3.74 0.88

3:38:31 PM 3.75 0.81


L15

3:40:31 PM 3.77 0.88

3:42:31 PM 3.78 0.81

3:44:31 PM 3.78 0.81

3:46:31 PM 3.78 0.81

3:48:31 PM 3.79 0.88

3:50:31 PM 3.81 0.81

3:52:31 PM 3.81 0.88

3:54:31 PM 3.84 0.81

3:56:31 PM 3.82 0.81

3:58:31 PM 3.84 0.81

4:00:31 PM 3.81 0.81

4:02:31 PM 3.85 0.66

4:04:31 PM 3.86 0.66

4:06:31 PM 3.86 0.66

4:08:31 PM 3.86 0

4:10:31 PM 3.9 0.81

4:12:31 PM 3.9 0.66

4:14:31 PM 3.9 0.81

4:16:31 PM 3.9 0.66

4:18:31 PM 3.92 0.66

4:20:31 PM 3.94 0.66

4:22:31 PM 3.94 0.66

4:24:31 PM 3.94 0.66

4:26:31 PM 3.95 0.66

4:28:31 PM 3.97 0.66

4:30:31 PM 3.97 0.66

4:32:31 PM 3.98 0.59

4:34:31 PM 4 0.66

4:36:31 PM 4.01 0.66

4:38:31 PM 4.01 0.66

4:40:31 PM 4.01 0.66

4:42:31 PM 4.03 0.66

4:44:31 PM 4.03 0.66

4:46:31 PM 4.03 0.66

4:48:31 PM 4.05 0.66

4:50:31 PM 4.06 0.66

4:52:31 PM 4.06 0.59

4:54:31 PM 4.06 0.59

4:56:31 PM 4.08 0.66


L16

4:58:31 PM 4.08 0.51

5:00:31 PM 4.08 0.88

5:02:31 PM 4.08 0.44

5:04:31 PM 4.1 0.44

5:06:31 PM 4.1 0.29

5:08:31 PM 4.06 0.22

5:10:31 PM 4.1 0.22

5:12:31 PM 4.11 0.22

5:14:31 PM 4.1 0.44

5:16:31 PM 4.11 0.07

5:18:31 PM 4.1 0.07

5:20:31 PM 4.1 0

5:22:31 PM 4.11 0


jurusan teknik elektro fakultas sains dan … fileix abstract charging tool batteries or chargers...

Documents