PENGUJIAN CARA KERJA AKTUATOR COOLING PAD DAN LAMPU LED DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR SUHU THERM200 DAN MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO

Muhammad Ihsan1, Choliq Komarudin K2, Riandy Surya Irawan3, Diah Prabhandhari4, Helena Novitasari Lasol5

Kelompok 6Praktikum ke-6 [12 Oktober 2012]

1. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: ihsansitepu@gmail.com NRP: F44100003

2. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: choliq_ps@yahoo.com NRP: F44100015

3. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: ndie_paulwakerz@yahoo.co.id NRP: F44100026

4. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: diah.prabhandhari@gmail.com NRP: F44100041

5. Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Email: helena.lasol@yahoo.com NRP: F44100076

Abstract:. Global warming is being an issue for the entire world these days. This issue is causing the changing of climate and weather. This issue also making the temperature of earth increases. One of the technology that can handle this issue is actuator. Actuator is a mechanical device for moving or controlling a mechanism or system. Actuator is activated by using the mechanical arm that usually moved by an electric motor, which is controlled by an automatic controlled media that already programmed, such as microcontroller. Based on the experiment, the temperature value that read by THERM200 at the time of LED lamp actuator testing is about 27°C to 30°C, so the set point is 29°C. Meanwhile, the temperature value that read by THERM200 at the time of cooling pad actuator testing is about 29°C to 31°C, so the set point is 30°C. The LED lamp will turn on when the temperature value that read by THERM200 shows a higher value than set point, while when the value is lower than the set point, the LED lamp will turn off. So does the cooling pad actuator. It could be concluded that the testing of LED lamp and cooling pad actuator mechanism is success.Keywords: Actuator, Cooling Pad, LED Lamp, THERM 200

PENDAHULUANSaat ini dunia telah mengalami pemanasan global, sehingga menyebabkan

perubahan cuaca yang tidak menentu dan suhu bumi yang semakin panas. Secara tidak langsung manusia akan menggunakan suatu alat untuk mendinginkan ruangan, yakni salah satunya kipas. Kadang kita menyalakan kipas ketika kita berada di ruangan, tetapi ketika kita meninggalkan ruangan, kita lupa mematikan kipas tersebut. Hal ini menyebabkan pemakaian listrik semakin meningkat. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu ilmu pengetahuan dan teknologi untuk mengatasi permasalahan tersebut. Salah satu teknologi tersebut adalah mikrokontroller, yang tidak hanya berperan dalam satu bidang saja, melainkan di segala bidang kehidupan manusia. Banyak hal yang mungkin saat ini untuk menyelesaikan permasalahan manusia membutukan biaya, waktu, tenaga yang cukup besar penyelesaiannya. Tetapi dengan adanya kemajuan teknologi mikrokontroller, hal-hal tersebut dapat ditekan seminimal mungkin. Mikrokontroller seperti Mikrokontroller Arduino Uno dapat diaplikasikan untuk pembacaan suhu ruangan yang dikombinasikan dengan sensor suhu dan aktuator berupa kipas ataupun cooling pad.

1

Sensor adalah sebuah piranti yang dapat mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Jadi, sensor suhu adalah suatu piranti yang dapat mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan, gerakan, atau resistansi (Riyadi, 2011). Sedangkan, aktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan atau mengontrol sebuah mekanisme atau sistem. Aktuator diaktifkan dengan menggu-nakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik, yang dikendalikan oleh media pengontrol otomatis yang terprogram diantaranya mikrokontroller. Oleh karena itu, pengujian ini bertujuan untuk mengenal macam-macam aktuator dan mengetahui proses atau sistem kerja aktuator. Selain itu, pengujian ini juga bertujuan untuk membuat program Arduino Uno untuk membaca output sensor dan menjalankan aktuator.

METODOLOGIPengujian cara kerja aktuator dilakukan di Laboratorium Komputer

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, IPB. Alat-alat yang digunakan pada pengujian berupa sensor suhu tipe THERM200, lampu LED (Light Emitting Diode), Mikrokontroller Arduino Uno, laptop, cooling pad, adaptor, dan kabel USB.

Langkah pertama pengujian yang telah dilakukan adalah Mikrokontroller Arduino Uno disiapkan. Setelah itu, koneksi USB dihubungkan ke dalam port USB laptop dengan tujuan untuk komunikasi serial dengan laptop dan memberikan daya pada Arduino Uno agar tetap bekerja. Selanjutnya adalah lampu LED disiapkan. Untuk pemasangan lampu LED, ada 2 kawat panjang dan pendek. Kawat panjang menunjukkan positif dan kawat pendek menunjukkan negatif. Kemudian, kawat panjang dikoneksikan ke pin 13 dan kawat pendek dikoneksi-kan ke pin ground pada Arduino Uno. Pemasangan lampu LED harus benar, karena apabila salah dapat menyebabkan Arduino Uno terbakar. Selanjutnya, kode program untuk lampu LED diketik. Lampu LED akan menyala jika koneksi terhadap Arduino tepat seperti pada gambar berikut.

Gambar 1. LED akan menyala jika pemasangan benar

Langkah berikutnya adalah kode program untuk suhu dan lampu LED diketik. Setelah diketik, kode program tersebut di-compile dengan cara menu compile dipilih, lalu di-upload. Pada pengujian ini, lampu LED dikombinasikan dengan sensor suhu bertipe THERM200 dan set point ditentukan pada suhu 30°C. Kemudian, kabel berwarna abu-abu, hitam, dan merah pada THERM200 dikoneksikan dengan masing-masing pin catu daya ground, A0, dan 5 V pada Arduino Uno. Setelah itu, sensor suhu dihangatkan, agar mendapatkan output

2

30C. Apabila output mencapai 30C, maka lampu LED akan menyala.Langkah terakhir adalah kode program untuk aktuator diketik. Setelah diketik,

kode program tersebut di-compile dengan cara menu compile dipilih, kemudian di-upload. Pada pengujian ini, cooling pad dikombinasikan dengan sensor suhu bertipe THERM200 dan set point ditentukan pada suhu 29C. Kemudian, adaptor dikoneksikan pada Arduino Uno untuk memberikan daya pada cooling pad. Selanjutnya, kabel berwarna putih dan merah pada cooling pad dikoneksikan dengan masing-masing pin catu daya ground dan 13 pada Arduino Uno. Setelah itu, sensor suhu dihangatkan agar mendapatkan output 29C. Apabila output mencapai 29C, maka cooling pad akan berputar seperti gambar berikut.

Gambar 2. Cooling pad berputar pada saat suhu mencapai 29°C

HASIL DAN PEMBAHASANAktuator merupakan elemen yang mengkonversikan besaran listrik analog

menjadi besaran lainnya misalnya kecepatan putaran dan merupakan perangkat elektromagnetik yang menghasilkan daya gerakan sehingga dapat menghasilkan gerakan (Anonim, 2010). Aktuator dapat berupa kipas angin, lampu, air condi-tioner, dan alat-alat elektronik lainnya. Aktuator berguna mengerjakan suatu fungsi mekanis dengan memenuhi suatu kondisi atau persyaratan tertentu. Kondisi yang harus dipenuhi oleh aktuator agar dapat bekerja secara otomatis dengan sensor adalah set point, yang dapat ditentukan nilainya dengan menggunakan pemrograman dan Mikrokontroller Arduino.

Pengujian kerja aktuator lampu LED dan cooling pad dengan menggunakan sensor suhu THERM200 menggunakan tiga jenis program, yaitu program untuk menampilkan nilai suhu yang dibaca oleh sensor THERM200, mengatur lampu LED, dan mengatur cara kerja aktuator. Program untuk menampilkan nilai suhu berguna untuk menerima informasi nilai suhu dari sensor suhu TERM200 dalam satuan bit, kemudian mengkonversikan nilai tersebut ke satuan Celcius, dan menampilkan nilai tersebut di monitor setiap tiga detik. Program untuk mengatur LED berguna untuk mengidentifikasi port yang digunakan oleh lampu LED dan aktuator lainnya dan mengatur mekanisme penyalaan lampu LED, yang dilakukan setiap dua detik secara berulang. Program untuk mengatur cara kerja aktuator berguna untuk menetapkan set point, dan memberi perintah untuk menjalankan aktuator ketika syarat set point telah dipenuhi. Berdasarkan hasil pengamatan cara kerja aktuator lampu LED dan cooling pad dengan menggunakan sensor suhu THERM200 dan Mikrokontroller Arduino, diperoleh data sebagai berikut.

3

Set Point

Tabel 1. Hasil Pengamatan Cara Kerja Aktuator Lampu LED dan Cooling Pad

Waktu (s)

Cooling Pad Lampu LEDSet point (°C) Suhu (°C) Set point (°C) Suhu (°C)

0 30 29.59 29 27.75

3 30 30.4 29 28.77

6 30 29.99 29 29.38

9 30 30.4 29 28.77

12 30 30.4 29 28.98

15 30 30.4 29 28.38

18 30 31.01 29 28.57

21 30 30.6 29 29.18

24 30 30.6 29 29.38

27 30 29.79 29 28.98

30 30 30.4 29 29.38

Nilai suhu yang terbaca oleh sensor suhu THERM200 tersebut diatur agar bersifat fluktuatif. Hal ini bertujuan untuk menguji aktuator agar dapat bekerja sesuai dengan set point yang telah ditetapkan. Suhu pada saat pengujian aktuator lampu LED berkisar antara 27°C sampai 30°C, sehingga ditetapkan set point sebesar 29°C, dan pencatatan data suhu dimulai saat suhu menunjukkan nilai 27,75°C sampi 30 detik berikutnya. Hal yang sama juga dilakukan pada pengujian aktuator cooling pad, namun set point yang digunakan adalah sebesar 30°C. Hal ini disebabkan pada saat pengukuran suhu, nilai suhu yang terbaca oleh sensor berada pada kisaran 29°C sampai 31°C.

Fluktuasi-fluktuasi yang terjadi saat pengukuran suhu dengan menggunakan sensor suhu THERM200 tersebut dapat disajikan secara lebih sederhana dalam bentuk kurva. Kurva tersebut menunjukkan nilai suhu yang terbaca oleh sensor THERM200. Kurva fluktuasi juga menyajikan informasi set point yang digunakan saat pengujian, sehingga dapat dibaca dengan mudah waktu saat aktuator bekerja dan tidak bekerja. Kurva pembacaan suhu setiap tiga detik oleh sensor THERM200 pada saat pengujian aktuator LED disajikan dalam gambar berikut.

Gambar 1. Kurva Pembacaan Suhu pada Pengujian Aktuator Lampu LED

4

Set Point

Garis horizontal yang berada pada kurva tersebut adalah set point. Saat suhu yang terbaca oleh sensor THERM200 menunjukkan suhu yang diatas nilai set point yang ditetapkan (29°C), maka lampu LED akan menyala. Saat suhu yang terbaca di bawah nilai set point yang ditetapkan, maka lampu LED akan mati. Hal ini menunjukkan bahwa pengujian cara kerja aktuator lampu LED berhasil. Kurva pembacaan suhu setiap tiga detik oleh sensor THERM200 pada saat pengujian aktuator cooling pad disajikan dalam gambar berikut.

Gambar 2. Kurva Pembacaan Suhu pada Pengujian Aktuator Notebook Fan

Saat suhu yang terbaca oleh sensor THERM200 menunjukkan suhu yang diatas nilai set point yang ditetapkan (30°C), maka cooling pad akan menyala. Saat suhu yang terbaca di bawah nilai set point yang ditetapkan, maka cooling pad akan mati. Hal ini menunjukkan bahwa pengujian cara kerja aktuator cooling pad berhasil.

Konsep sensor-aktuator ini banyak diaplikasikan di dalam kehidupan manusia sehari-hari. Beberapa aplikasinya adalah pintu elektronik dengan sensor beban yang banyak ditemukan di mall atau pusat perbelanjaan dan eskalator yang mampu bergerak dan berhenti secara otomatis. Selain itu, teknologi pendingin ruangan yang bekerja dengan sensor keberadaan manusia juga merupakan contoh aplikasi konsep sensor-aktuator dalam kehidupan

KESIMPULANBerdasarkan pengujian yang telah dilakukan, nilai suhu yang terbaca oleh

sensor suhu THERM200 pada saat pengujian aktuator lampu LED berkisar antara 27°C sampai 30°C, sehingga set point yang ditetapkan adalah sebesar 29°C. Sedangkan nilai suhu yang terbaca oleh sensor suhu THERM200 pada saat pengujian aktuator cooling pad berkisar antara 29°C sampai 31°C, sehingga set point yang ditetapkan adalah sebesar 30°C. Saat suhu yang terbaca oleh sensor THERM200 menunjukkan nilai diatas nilai set point yang ditetapkan, maka lampu LED akan menyala, sedangkan saat suhu tersebut di bawah nilai set point yang ditetapkan, maka lampu LED akan mati. Begitu juga dengan aktuator cooling pad. Hal ini menunjukkan bahwa pengujian cara kerja aktuator lampu LED dan cooling pad berhasil.

5

DAFTAR PUSTAKA[Anonim]. 2010. Aktuator. [Terhubung Berkala] http://www.hmteunand.or.id/in-

dex.php?option=com_content&view=article&id=38:aktuator&catid=9:beritaterbaru&Itemid=8 [13 Oktober 2012]

Riyadi, Slamet. 2011. Macam-macam Sensor Suhu. [Terhubung Berkala] http://www.slem354.net.tc/2011/09/macam-macam-sensor-suhu.html [14 Oktober 2012]

6

LAMPIRAN 1. KODE PROGRAM DAN OUTPUT-NYA

Kode Program

Lampu LED Sensor suhu THERM200

Aktuator set point 29°C Aktuator set point 30°C

Output

Lampu LED Cooling pad

7