MATA KULIAH

PROYEK TELEKOMUNIKASI

Sistem Pengendali Suhu Ruangan Dengan Arduino Uno Dan PC

Oleh JTD-4B kelompok 2 :

1. Agnes Estuning Tyas

2. Andari Dyah W

3. Dimas Dwi Prakoso

4. Khairi Hafizhuddin A.

(NIM 1241160074)

(NIM 1241160017)

(NIM 1241160023)

(NIM 1241160007)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di jaman yang semakin berkembang ini, dengan didukung oleh teknologi

yang terus menerus berkembang pesat maka hal ini menyebabkan timbul

banyak solusi yang dapat memecahkan permasalahan manusia dari hal yang

paling sederhana. Permasalahan ini timbul biasanya dibatasi oleh kemampuan

manusia. Salah satunya kini yang semakin berkembang ada pada sistem

kendali. Sistem kendali ini dapat diterapkan pada hal yang paling sederhana

dengan menggunakan PC atau Personal Computer. Kemudian ada pula suatu

embedded system jenis Arduino Uno. Arduino Uno dapat dihubungkan

dengan PC sebagai pengontrol. Dua hal mendasar ini dapat di terapkan pada

kebutuhan manusia yang paling sederhana.

Seperti sebuah ruangan yang dapat di control suhunya. Jika cuaca sedang

pada musim panas. Sistem ini akan sangat membantu. Dimana akan dipasang

sebuah sensor suhu yang akan terhubung dengan Arduino Uno. Arduino Uno

ini berfungsi sebagai pengontrol suhu ruangan. Sedangkan sensor suhu ini

akan mengukur suhu dalam ruangan tersebut. Jika suhu ruangan tinggi maka

Arduino Uno akan menampilkan besar suhu dalam derajat Celcius pada PC.

Dan akan menggerakkan kipas sebagai salah satu cara menurunkan suhu. Jika

suhu sudah melewati batas tingkatan panas maka Arduino Uno akan membuat

kipas itu berhenti dan mengirimkan besaran suhu yang terbaca pada PC.

Dengan adanya sistem ini diharapkan lebih mempermudah pekerjaan

manusia. Dan membuat manusia lebih nyaman berada di sebuah ruangan pada

saat kondisi panas muncul. Sehingga konsep sistem yang telah dijelaskan

diatas dapat direalisasikan oleh kami. Dan kami menentukan judul dari karya

tulis kami yaitu “Sistem Pengendali Suhu Ruangan Menggunakan Arduino

Uno Dan PC”.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan yang ada, maka rumusan masalah dalam penulisan

karya tulis ini adalah :

1) Bagaimana prinsip kerja Arduino Uno untuk sistem pengendali suhu

ruangan ?

2) Bagaimana menentukan batasan suhu ruangan dengan menggunakan

sensor suhu IC LM35?

3) Bagaimana cara menghubungkan Arduino Uno dengan PC sebagai

pembacaan suhu?

1.3 Batasan Masalah

Dengan mengidentifikasikan masalah – masalah yang ada, agar lebih terarah

dan dapat dipahami dengan mudah maka perlu dilakukan pembatasan

masalah. Pembatasan terhadap masalah “Sistem Pengendali Suhu Ruangan

Dengan Arduino Uno Dan PC” tersebut antara lain:

1) Perangkat yang dirancang ini sebatas untuk pengukuran suhu dan

penggerak kipas

2) Kontrol dari PC dapat berupa mematikan dan menyalakan kipas

3) Arduino Uno di set otomatis untuk menyalakan kipas dan mematikan

kipas

1.4 Tujuan

Tujuan dari penulisan karya tulis ini adalah membuat sebuah rancangan

sistem pengendali suhu ruangan yang sederhana dengan menggunakan sebuah

sensor suhu, arduino uno dan PC. Sehingga suhu ruangan dapat selalu

terkontrol stabilitasnya. Maka manusia yang berada pada ruangan tersebut

dapat merasakan kenyamanan.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengantar

Bab tinjauan pustaka ini berisikan tentang penelitian terdahulu dan

dasar teori. Pada penelitian terdahulu ini berisi tentan jurnal – jurnal maupun

laporan sebelumnya, sehingga dapat memberikan gambaran mengenai

pengerjaan karya tulis ini. Dari penelitian sebelumnya yang berjudul “Sistem

Kendali Suhu Ruang Berbasis Mikrokontroler AT89S51” oleh Masruchin

dan Widayanti. Selain itu dari jurnal berjudul “Sistem Pemantau dan Pengatur

Suhu Ruang Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Arduino Uno” oleh

Pralistya Retna W. Dari kedua jurnal ini dapat mendasari bahwa arduino

dapat digunakan sebagai konsep pada pengendali suhu ruangan yang nantinya

dikembangkan sehingga dapat terhubung dengan PC. Sedangkan pada dasar

teori yang digunakan dalam penulisan yaitu tentang elektronik dikutip dari

buku yang ditulis oleh Malvino:1981 berjudul Prinsip – Prinsip Eletronik.

2.2 Teori Dasar

2.2.1 Arduino Uno

Arduino adalah physical computing atau single-board microcontroller

yang bersifat open source. Arduino dirancang untuk memudahkan

penggunaan elektromekanik dalam berbagai kegiatan. Microcontroller

yang digunakan pada Arduino berjenis atmel AVR dengan berbagai jenis

lainnya. Software Arduino dapat dijalankan pada sistem operasi Windows,

Macintosh OSx dan Linux.

Untuk bagian fisik dari Arduino mempunyai beberapa jenis, antara

lain Arduino USB, Arduino Serial, Arduino Mega, Arduino FIO, Arduino

LILYPAD, Arduino Bluetooth, Arduino Nano dan Arduino Mini. Board

Arduino yang sering digunakan adalah jenis USB. Arduino USB

mempunyai beberapa jenis, yaitu UNO, Duemilanove, Diecimila, Nouva

Generazion, Extreme dan USB V.2. Dari beberapa jenis Arduino USB

tersebut, Arduino UNO adalah jenis terbaru dari keseluruhan jenisnya.

Papan atau Board dari Arduino UNO sebagai salah satu jenis board

Arduino USB ditunjukan pada gambar 1.

Pada board arduino yang dapat dilihat pada gambar 1 terdapat

beberapa pin masukan, dimana pin tersebut dibagi menjadi dua masukan

yaitu masukan digital dan masukan analog. Kelebihan dari Arduino sendiri

ada pada bahasa pemprogramannya. Bahasa pemprograman yang dimiliki

Arduino mirip dengan bahasa C pada ATMEGA, namun berbeda karena

memiliki library programing language-nya sendiri. Processing adalah

bahasa pemrograman yang digunakan untuk menulis program di dalam

Arduino. Dari tingkatannya, processing adalah bahasa pemrograman

tingkat tinggi yang pada penggunaannya mempunyai struktur mirip dengan

C++ maupun Java, sehingga perancang atau pengguna dapat dengan

mudah beradaptasi dengan bahasa pemrograman Arduino jika sudah

terbiasa dengan bahasa C++ maupun Java.

Jika pada ATMEGA, setelah selesai menuliskan script program harus

dilanjutkan dengan meng-upload-nya pada perangkat hardware agar

program dapat masuk kedalam perangkat sedangkan pada Arduino, di

dalam microcontroller-nya sudah terdapat boot loader dimana

penggunaannya sebagai penghubung antara microcontroller dengan

software compiler Arduino yang membuat script program.

Gambar 1. Arduino Uno

2.2.2 Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki

fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk

tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa

komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National

Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan

perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga

mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi

sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali

khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang

diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan

dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya

membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai

kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat

menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC

pada suhu 25 ºC .

Gambar 2. Tampilan Sensor Suhu LM35

2.2.3 Kipas

Dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah

untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering

(umumnya memakai komponen penghasil panas). Perkembangan kipas

angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta

fungsi. Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara

yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control. Perputaran

baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir

searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel

dengan poros kipas). Kipas angin dalam karya tulis ini akan dikontrol

menggunakan PC dan Arduino Uno.

Gambar 3. Jenis Kipas Yang Akan Digunakan

2.2.4 Transistor TIP120 NPN

Transistor TIP120 NPN ini merupakan salah satu dari jenis transistor

Darlington. Dimana Transistor Darlington merupakan rangkaian

elektronika yang terdiri dari sepasang transistor bipolar yang tersambung

secara seri. Sambungan seri seperti ini dipakai untuk mendapatkan

penguatan (gain) yang tinggi, karena hasil penguatan pada transistor yang

pertama akan dikuatkan lebih lanjut oleh transistor kedua. Keuntungan dari

rangkaian Darlington adalah penggunaan ruang yang lebih kecil dari pada

rangkaian dua buah transistor biasa dengan bentuk konfigurasi yang sama.

Penguatan arus listrik atau gain dari rangkaian transistor Darlington ini

sering dituliskan dengan notasi β atau hFE.

Rangkaian transistor Darlington ditemukan pertama kali oleh Sidney

Darlington yang bekerja di Laboratorium Bell di Amerika Serikat. Jenis

rangkaian hasil penemuannya ini telah mendapatkan hak paten, dan

banyak dipakai dalam pembuatan Sirkuit terpadu (IC atau Integrated

Circuits) chip. Jenis rangkaian yang mirip dengan transistor Darlington

adalah rangkaian pasangan Sziklai yang terdiri dari sepasang transistor

NPN dan PNP. Rangkaian Sziklai sering dikenal sebagai rangkaian

'Complementary Darlington' atau 'rangkaian kebalikan dari Darlington'.

Transistor Darlington bersifat seolah-olah sebagai satu transistor tunggal

yang mempunyai penguatan arus yang tinggi.

Gambar 4. Dasar Transistor TIP120 NPN

BAB III

PERENCANAAN

Bab ini akan menjelaskan perencanaan sistem yang akan digunakan dan

juga implementasinya. Perencanaan sistem adalah tahapan merencanakan serta

menganalisa hasil pengamatan yang telah dilakukan.

3.1 Perencanaan Sistem

Ada beberapa hal yang terlebih dahulu harus dilakukan dalam perencanaan

sistem. Berikut ini adalah perencanaan yang dilakukan untuk membangun

sebuah Sistem Pengendali Suhu Ruangan Dengan Arduino Uno dan PC.

3.1.1 Perencanaan Secara Fungsional

Perencanaan secara fungsional yaitu merencanakan fungsi apa saja

yang akan dibutuhkan untuk perangkat. Fungsi yang akan dihasilkan

pada rangkaian arduino dengan sensor suhu dan PC adalah :

1) Daya yang rendah untuk dapat menjalankan arduino

2) PC sebagai kontrol on – off kipas dan pembacaan suhu yang

diukur oleh Arduino

3) Deteksi suhu dengan menggunakan sensor suhu IC LM35

Sedangkan untuk penggunaan masing – masing komponen didasarkan

pada datasheet tiap komponen. Dan berikut daftarnya :

1) Arduino Uno sebagai board mikrokontroler

2) Sensor suhu IC LM35

3) Transistor TIP120 NPN sebagai penguat arus

4) Kapasitor

5) Resistor 1 Ohm

3.1.2 Perencanaan Blok Sistem

Berikut ini adalah gambaran sederhana dari rancangan kami :

3.1.3 Daftar Komponen

Untuk merancang sebuah Deteksi Suhu Menggunakan Arduino

Uno maka diperlukan beberapa komponen antara lain sebagai

berikut :

Arduino Uno

Sensor suhu IC LM35

Transistor TIP120 NPN

Resistor 1 Ohm

Gambar 5. Skema Rancangan Sederhana

On – Off Kipas Otomatis

On – Off Kipas

Pembacaan Suhu

PCArduino Uno

Sensor Suhu IC LM35