sistem data logger kincir angin propeler berbahan kayu · 2017-12-18 · sistem data logger...

TUGAS AKHIR

SISTEM DATA LOGGER KINCIR ANGIN

PROPELER BERBAHAN KAYU

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

LULUK ARIYANTO

NIM : 125114024

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

FINAL PROJECT

DATA LOGGER SYSTEM WINDMILL

WOODEN PROPELLER

Presented Partial Fullfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

LULUK ARIYANTO

NIM : 125114024

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO :

Jalani hidup dengan optimism dan kesabaran

Dengan ini kupersembahkan karyaku untuk …..

Bapak, Ibu, dan keluargaku tercinta,

Sahabat – sahabatku yang selalu setia bersama,

Teman-teman seperjuanganku Teknik Elektro 2012,

Dan semua orang yang hadir didalam kehidupanku


viii

INTISARI

Untuk mengetahui kinerja pembangkit listrik yang dihasilkan oleh kincir angin

propeller berbahan kayu. Diperlukan data – data parameter tegangan, arus generator listrik,

kecepatan angin, kecepatan poros dan arah angin. Sistem perekaman data tersebut dilakukan

oleh piranti data logger.

Sistem data logger menggunakan Arduino Uno sebagai pusat pengolahan dari kelima

sensor tersebut. Sensor tegangan, sensor arus, dan sensor kompas tersebut akan diambil

sampling setiap 0,04 detik,lalu untuk sensor tegangan, sensor arus dan sensor kompas akan

diolah samplingnya tadi setiap 0,4 detik, sedangkan untuk sensor kecepatan poros dan sensor

kecepatan angin diambil sampling setiap 1 detik, setelah itu akan disimpan setiap 10 detiknya.

Sebelum itu hasil pengolahan data akan ditampilkan di LCD 16x2 setiap detiknya.

Data logger kincir angin propeller berbahan kayu berhasil dibuat, dengan Tingkat

keberhasilan sensor tegangan sebesar 99,3%, sensor arus sebesar 96,78%, kompas sebesar

98,1%, sensor kecepatan angin 79,7% dan sensor kecepatan poros sebesar 94,1%

Kata kunci : data logger, kincir angin, Arduino Uno


ix

ABSTRACT

To determine the performance of power generated by windmill wooden propeller. Need

required data parameter such as voltage, current electric generator, wind speed , the shaft speed

windmills and the wind direction. The data recording system is performed by the data logger.

The system uses an Arduino Uno as a center processing of the fifth sensor. A voltage

sensor, a current sensor, and compass sensor sampling will be take every 0,04 second, and then

to a voltage sensor, a current sensor and compass sensor will be processed every 0,4 second,

while for shaft speed sensor and wind speed sensor sampling will be taken every 1 second.

After that the fifth sensor will be recorder every 10 second. Before that the processing data of

fifth sensor will be displayed on the LCD 16x2 every second.

Datalogger windmill wooden propeller is fully established, with successful precentage

for voltage sensor is 99,3%, for a current sensor is 96,78%, for a compass sensor is 98,1%, for

a wind speed sensor is 79,7% and for shaft speed sensor is 94,1%.

The keywords : Datalogger, Windmill, Arduino Uno


x

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah S.W.T karena atas segala rahmat-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan baik. Laporan tugas akhir

ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.

Selama pembuatan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa begitu banyak pihak yang

memberikan bantuan baik berupa idea tau gagasan, dukungan moral, maupun bantuan materi.

Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Drs. Johanes Eka Priyatma, M.Sc., Ph.D, selaku Rektor Universitas Sanata Dharma

2. Sudi Mungkasi, S.Si., M. Math. Sc., Ph. D selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi

3. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku ketua Program Studi Teknik Elektro

Universitas Sanata Dharma.

4. Dr. Iswanjono, selaku dosen pembimbing yang dengan penuh setia, kesabaran dan

pengertian untuk membimbing dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Martanto, S.T.,M.T. dan Augustinus Bayu Primawan, S.T., M.Eng. selaku dosen

penguji yang telah memberi masukkan, kritik dan saran serta merevisi penulisan

tugas akhir ini.

6. Seluruh dosen yang telah mengajarkan banyak ilmu yang bermanfaat selama

menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma.

7. Keluarga penulis terutama bapak, ibu, kakak dan adek yang telah banyak

memberikan dukungan doa, kasih sayang dan motivasi selama menempuh

pendidikan di Universitas Sanata Dharma.

8. Keluarga besarku yang telah memberi dukungan selama menempuh pendidikan di

Universitas Sanata Dharma.

9. Sahabat – sahabatku :Sambu Rezpatia, Andita Prastiti, Rico, Erik yang selalu ada

untuk membantuku, menyemangatiku dan menghiburku.

10. Teman – teman seperjuangan Teknik Elektro 2012 yang telah menemani pada saat

menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dhama.

11. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak

memberikan banyak bantuan dan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.


xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia) ……………………………………………i

HALAMAN JUDUL(Bahasa Inggris)………………………………………………...ii

HALAMAN PERSETUJUAN………………………………………………………... iii

HALAMAN PENGESAHAN………………………………………………………… iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA……………………………………………….v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP……………………………. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS………………………………….vii

INTISARI……………………………………………………………………………...viii

ABSTRACT…………………………………………………………………………….ix

KATA PENGANTAR…………………………………………………………………x

DAFTAR ISI…………………………………………………………………………..xii

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………….xvi

BAB I PENDAHULUAN……………………………………………………………..1

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

1.2. Tujuan da Manfaat Penelitian…………………………………………………3

1.3. Batasan Masalah………………………………………………………………3

1.4. Metodologi Penelitian………………………………………………………...4

BAB II DASAR TEORI……………………………………………………………...6

2.1. Pengondisi Sinyal…………………….............................................................6

2.2. Pembagi Tegangan…………………………………………………………...7

2.3. LM358………………………………………………………………………8


xiii

2.4. HMC5883L…………………………………………………………………8

2.5. Optocoupler…………………………………………………………………9

2.6. Led…………………………………………………………………………. 11

2.7 Arduino Uno Rev3………………………………………………………….13

2.7.1. Spesifikasi Arduino Uno Rev3………………………………………14

2.7.2. Pemrograman Arduino IDE………………………………………….15

2.7.3. Komunikasi Serial Arduino………………………………………….17

2.8. LCD………………………………………………………………………...17

2.9. IC DS1307………………………………………………………………….19

2.10. Saklar push button………………………………………………………….20

2.11. WCS 1800………………………………………………………………….22

2.12. Rancang bangun Anemometer 3 mangkuk…………………………………23

2.12.1. Angin……………………………………………………………….23

2.12.2. Mangkuk Anemmeter……………………………………………...24

2.12.3. Momen Inersia……………………………………………………..24

2.13. Proses Pensamplingan Data………………………………………………..28

BAB III RANCANGAN PENELITIAN………………………………………...29

3.1. Konsep Dasar.……………………………………………………………..29

3.2. Perancangan Perangkat Keras……………………………………………..29

3.2.1. Sensor Tegangan……………………………………………………29

3.2.2. Sensor Arus…………………………………………………………30

3.2.3. Sensor Kompas……………………………………………………..33

3.2.4. Sensor Kecepatan Kincir Angin……………………………………34

3.2.5. Sensor Kecepatan Angin………………………………………..36


xiv

3.2.6. Arduino Uno…………………………………………………….37

3.2.7. Tombol………………………………………………………….39

3.2.8. Format Paket Data………………………………………………40

3.3. LCD……………………………………………………………………41

3.4. Skema Pemasangan……………………………………………………41

3.5. Diagram Alir Utama Data logger……………………………………..41

3.5.1. Diagram Alir Subrutin Data Tegangan dan Arus………………41

3.5.2. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data kec.kincir

dan kec. Angin.………………………………………………………..42

3.5.3. Diagram Alir Subrutin Kompas………………………………..42

3.5.4. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data…………………….42

3.6. Desain Boks Data logger……………………………………………..43

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………48

4.1. Bentuk Fisik data logger dan Hardware elektronik…………………48

4.1.1. Bentuk Fisisk data logger……………………………………..48

4.1.1.1. Rangkaian Catu Daya DC…………………………...49

4.1.1.2. Rangkaian Pembagi Tegangan………………………49

4.1.1.3. Rangkaian Pengondisi Sinyal……………………….50

4.1.1.4. Rangkaian Reset ekternal dan LCD karakter………..51

4.2. Pengujian Alat…………………………………………………….....51

4.2.1. Sensor Tegangan……………………………………………...51

4.2.2. Sensor Arus…………………………………………………...53

4.2.3. Sensor Kompas………………………………………………..54

4.2.4. Sensor Kecepatan Angin…………………………………....55


xv

4.2.5. Sensor Kecepatan Poros…………………………………….57

4.2.6. Pengujian RTC dan SD Card…………………………….....58

4.2.7. Pengujian Keseluruhan………………………………….......59

4.3. Pengujian dan Pembahasan Perangkat Lunak…………………......59

4.3.1. Inisialisai I/O………………………………………………..60

4.3.2. Pensamplingan Data………………………………………...60

4.3.3. Pengolahan Data………………………………………….....61

4.3.4. Penyimpanan Data…………………………………………..60

4.3.5. Menampilakn ke LCD…………………………………….....61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………..63

5.1. Kesimpulan…………………………………………………………63

5.2. Saran……………………………………………………………......63

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………..64

LAMPIRAN……………………………………………………………….65


xvi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Keseluruhan Kincir Angin

Propeller Berbahan Kayu………………………………………………………………...2

Gambar 1.2. Diagram Blok Perancangan………………………………………………..5

Gambar 2.1. Rangkaian Penguat Selisih Tegangan……………………………………..6

Gambar 2.2. Rangkaian Buffer………………………………………………………….7

Gambar 2.3. Rangkaian Dasar Pembagi Tegangan……………………………………..8

Gambar 2.4. Konfigurasi LM358……………………………………………………….8

Gambar 2.5. Pin HMC5883L…………………………………………………………...9

Gambar 2.6. Simbol Optocoupler………………………………………………………10

Gambar 2.7. (a). Rangkaian Phototransistor Common Emiter Amplifier……………....10

Gambar 2.7.(b). Rangkaian Phototransistor Common Colector Amplifier……………..10

Gambar 2.8. Konfigurasi LED………………………………………………………….12

Gambar 2.9. Rangkaian Indikator LED………………………………………………...13

Gambar 2.10. Konfigurasi Pin Arduino Uno…………………………………………...15

Gambar 2.11. Pin Mapping ATmega168/328…………………………………………..15

Gambar 2.12. Perangkat LUnak Arduino Uno IDE versi 1.6.6………………………...16

Gambar 2.13. LCD 16x2………………………………………………………………..18

Gambar 2.14.(a). Simbol Tombol tekan NO(Normally Open)…………………………21

Gambar 2.14.(b). Simbol tombol tekan NC(Normally Close)….………………………21

Gambar 2.15.(a). Rangkaian tombol tekan pull up……………………………………..21

Gambar 2.15.(b). Rangkaian tombol tekan pull down……………………….……….21


xvii

Gambar 2.16. Rangkaian Reset Eksternal…………………………………….………22

Gambar 2.17. Ilustrasi Hall Effect sensor…………………………………………….22

Gambar 2.18. Konfigurasi sensor Arus hall effect…………………………………...23

Gambar 2.19. Perbandingan antara Tegangan Keluaran

dengan Arus Masukan WCS1800……………………………………………………23

Gambar 2.20. Momen inersia sebah titik partikel terhadap poros…………………...24

Gambar 2.21. Batang Uniform dengan sumbu putar melalui salah satu ujung……...25

Gambar 2.22. Setengah bola dengan sumbu putar melalui salah satu ujung…….......25

Gambar 2.23. Poros bermagnet dengan sumbu putar melalui pusatnya……………..26

Gambar 2.24. Sketsa mangkuk anemometer ideal…………………………………...27

Gambar 2.25.(a). Tinjau Segitiga x…………………………………………………..28

Gambar 2.25.(b). Tinjau segitiga y…………………………………………………..28

Gambar 3.1. Rangkaian pembagi tegangan dan nilai komponen………………...….30

Gambar 3.2. Grafik persamaan sensor WCS1800…………………………………...31

Gambar 3.3. Rangkaian pengondisi sinyal…………………………………………..32

Gambar 3.4. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis compass……………………………....33

Gambar 3.5. Tampak atas DT-Sense 3 axis compass…………………...…………..33

Gambar 3.6. Tampak bawah DT-Sense 3 axis compass…………………………....34

Gambar 3.7. Skematik rangkaian lin tracking sensor……………………………....35

Gambar 3.8.(a). Anemometer mangkuk…………………………………………....36

Gambar 3.8.(b). Skematik sensor kecepatan angin………………………………...36

Gambar 3.9. Tampa katas Arduino uno……………………………………………37

Gambar 3.10. Rangkaian reset eksternal………………………………………….38

Gambar 3.11.(a). Rangkaian start………………………………………………….40


xviii

Gambar 3.11.(b). Rangkaian stop………………………………………………….40

Gambar 3.12. Rangkaian LCD character 16x2……………………………………41

Gambar 3.13. Skematik pemasangan data logger beserta peralatan pendukung…..43

Gambar 3.14. Diagram alir utama dari data logger………………………………..44

Gambar 3.15. Diagram alir subrutin pengolahan data tegangan dan arus…………45

Gambar 3.16. Diagram alir pengolahan data kec.kincir dan kec.angin…………....45

Gambar 3.17. Diagram alir subrutin pengolahan data kompas……………………46

Gambar 3.18.(a). boks tampak atas………………………………………………..46

Gambar 3.18.(b). Boks tampak belakang……………………………………….…46

Gambar 3.18.(c). Boks tampang samping………………………………………....46

Gambar 3.19. Diagram alir subrutin penyimpanan data……………………..…....47

Gambar 4.1. Kotak sistem tampak atas…………………………………………....48

Gambar 4.2. Kotak sistem tampak samping……………………………………....48

Gambar 4.3. Sensor kecepatan angin(anemometer)……………………………....49

Gambar 4.4.(a). Rangkaian sistem data logger…………………………………...50

Gambar 4.4.(b). Rangkaian catu daya DC………………………………………..50

Gambar 4.4..(c). Rangkaian pembagi tegangan…………………………………..50

Gambar 4.4.(d). Rangkaian pengondisi sinyal…………………………………....50

Gambar 4.4.(e). Rangkaian reset eksternal……………………………………….50

Gambar 4.4.(f). Rangkaian LCD karakter………………………………………..50

Gambar 4.5. Voltmeter…………………………………………………………...52

Gambar 4.6. Amperemeter…..…………………………………………………...52

Gambar 4.7. Grafik perbandingan tegangan voltmeter dengan data logger .....…52

Gambar 4.8. Grafik perbandingan arus data logger dengan amperemeter............53


xix

Gambar 4.9. Grafik berbandingan antara kompas data logger dengan

kompas android.................................................................................................... 55

Gambar 4.10. Lampu Beban...............…………………………………………..55

Gambar 4.11. Ekor Kompas...................……………………………………….55

Gambar 4.12. Grafik perbandingan antara anemometer data logger

dengan anemometer ...........................................................................................56

Gambar 4.13. Anemometer.................................................…………………....57

Gambar 4.14. Grafik perbandingan antara kecepatan poros data logger

dengan Tachometer.............................................................................................58

Gambar 4.15. Contoh pengambilan data.............................................................59

Gambar 4.16. Inisialisasi I/O..............................................................................60

Gambar 4.17. Tata letak dan tampilan pada LCD 16x2.....................................62


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Negara Indonesia adalah Negara kepulauan yang terletak di wilayah khatulistiwa dan

diapit oleh dua benua: Asia dan Australia. Kurang lebih dua per tiga wilayah Indonesia

adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia, yaitu kurang lebih

80791,42km. Itulah mengapa Indonesia merupakan wilayah potensial untuk

mengembangkan pembangkit energi bertenaga angin. Kecepatan angin di daerah pantai

Indonesia rata-rata 5 m/detik. Di beberapa daerah misalnya Laktutus, Atambua, NTT

kecepatan angin dapat mencapai hingga 12meter/detik.

Di Laktutus sudah pernah dibangun beberapa kincir angin dengan propeler berbahan

logam, akan tetapi karena desain tidak memperhatikan kondisi riil dearah tersebut, sehingga

kincir angin tersebut tidak dapat bertahan lama. Telah dilakukan studi perbandingan di

Rembang untuk melihat kincir angin petani garam. Sebagian besar kincir garam

menggunakan propeler dari bahan kayu dan dapat bertahan lama. Telah dilakukan

implementasi awal kincir garam dan diuji coba di daerah pantai selatan Yogyakarta. Dengan

kecepatan angin 4-7 meter/detik kincir dapat bekerja dengan baik dan kinerja kincir angin

masih dapat ditingkatkan, akan tetapi dengan kecepatan angin yang ada belum ada alat yang

membantu untuk mengoptimalkan energi angin yang ada.

Berdasarkan hal-hal tersebut, tim peneliti dari Universitas Sanata Dharma yang

diketuai oleh Dr. Ir. Iswanjono, M.T. melakukan penelitian desain dan implementasi kincir

angin propeler berbahan kayu dengan variasi bentuk sudu, sudut belok, dan sudut putar.

Kincir ini akan digunakan untuk menggerakan generator listrik. Kecepatan putar poros kincir

dan pemilihan beban listrik akan dikontrol secara otomatis untuk mendapatkan energi yang

optimal. Sistem secara keseluruhan dibagi menjadi empat bagian. Bagian pertama terdiri dari

kincir angin propeler berbahan kayu, bagian kedua terdiri dari sensor dan sistem data logger,

bagian ketiga terdiri dari sistem pengirim radio telemetri, dan bagian keempat terdiri dari

sistem penerima dan sistem akuisisi data seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.1.

Berdasarkan Gambar 1.1 ,maka dibuatlah ide untuk membuat data logger. Data logger

sendiri dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang berfungsi untuk mengambil,


2

mengumpulkan dan menyiapkan data hingga memprosesnya untuk menghasilkan data yang

dikehendaki [1].

Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Keseluruhan Kincir Angin Propeler Berbahan

Kayu

Data logger ini merupakan pengembangan yang telah dibuat oleh IbIKK Teknik

Elektro Universitas Sanata Dharma [2],Dimana data logger ini nantinya akan menyimpan

data dari tegangan, arus, kecepatan putar kincir angin, kecepatan angin dan juga selain itu

ada juga arah angin, dimana untuk meningkatkan kecepatan putar dari kincir angin, maka

kincir angin harus lebih fleksibel bisa mengarah kesegala arah. Dengan menggunakan

Arduino Uno sebagai pengolah data dan juga untuk mengirimkan data tersebut ke penampil

data, memilih Arduino Uno dikarenakan adanya kesesuaian beberapa sensor yang dipakai

dengan Arduino Uno baik itu library maupun port yang digunakan. Selain itu untuk

menunjang semua itu maka didalam data logger akan ada sensor tegangan, sensor arus,

sensor arah angin, sensor kecepatan putar kincir angin dan juga sensor untuk kecepatan

angin.

Sensor-sensor ini akan bekerja secara terus-menerus lalu akan menyimpan data

kedalam SDCard setiap 10 detik sekali secara real time. Untuk menyimpan data secara real

time maka menggunakan RTC atau Real Time Clock, lalu menggunakan RTC Shield v1.0

yang telah sesuai dengan Arduino Uno. Lalu untuk membuat sensor tegangan menggunakan

pembagi tegangan, dimana perkiraan tegangan maksimum yang akan dihasilkan oleh kincir

Arduino Uno Rev3

Sensor Tegangan

Sensor Arus

Sensor

Kecepatan Poros

Sensor

Kecepatan Angin

Sensor Kompas

LCD Push Button

RTC & SD Shield

SD Card RTC DS1307

Sistem Data Logger

XBee

USB

Adapter

XBee-PRO

(S2B)

Laptop/PC

Sistem

Penerima

LED Push Button

Arduino Uno

Rev3

XBee PRO Shield V1.1

XBee-PRO

(S2B)

Sistem Pengirim

Kincir Angin

Propeler

Berbahan Kayu

Generator AC

Poros Kincir

Angin

Rectifier

Angin


3

angin yaitu 60Voltdc. Lalu keluaran dari pembagi tegangan akan dihaluskan kembali dengan

RC Filter. Untuk sensor arus menggunakan modul sensor arus WCS1800, dimana sensor

WCS1800 ini memiliki kekuatan untuk mendeteksi arus maksimal yaitu sebesar 30 ampere

[3]. Lalu untuk sensor arah angin menggunakan modul sensor kompas HMC5883L yang

telah sesuai dengan setelan di dalam Arduino Uno. Selain itu menggunakan sensor rotary

encoder untuk menghitung kecepatan putar dari kincir angin dan juga kecepatan angin itu

sendiri.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat data logger dengan pengolah data adalah

Arduino Uno yang didalamnya ada real time clock dan Slot memori untuk menyimpan data

dari beberapa sensor, seperti tegangan, arus, arah putar angin, kecepatan angin dan juga

kecepatan putar kincir angin dalam optimalisasi kincir angin propeler berbahan kayu.

Manfaat dari penelitian ini adalah untuk menunjang optimalisasi energi listrik yang

dihasilkan kincir angin propeler berbahan kayu. Sebagai tempat untuk menyimpan data

sewaktu-waktu diperlukan untuk diteliti lebih lanjut.

1.3 Batasan Masalah

Supaya Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu

kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang

sesuai dengan judul Tugas Akhir ini. Adapun batasan masalahnya adalah :

1. Menggunakan Arduino Uno untuk mengolah data dan juga mengirimkan data,

Arduino Uno ini menggunakan Integrated Circuit (IC) ATmega 328, selain itu

juga Arduino Uno untuk menampilkan ke LCD.

2. Menggunakan pembagi tegangan sebagai sensor tegangannya, dengan jarak

tegangan 0 Volt dc sampai dengan 60 Volt dc. Dengan sensivitas 60:3,3

3. Sensor yang digunakan untuk arus adalah modul sensor WCS1800. Integrated

Circuit (IC) WCS1800 merupakan jenis sensor hall effect jadi mengandalkan

medan magnet untuk mendeteksi arusnya.dengan jarak arus dari 0 Ampere

sampai dengan 25 Ampere. Dengan sensivitas 60mV/A

4. Untuk sistem real time nya menggunakan RTC Shield V1.0 yang telah sesuai

dengan Arduino Uno. Lalu didalam RTC Shield V1.0 juga sudah terpasang ic


4

DS1307 sebagai ic Real Time clock dan kartu memori untuk menyimpan data

yang telah diproses di Arduino Uno.

5. Sensor kompas menggunakan modul kompas HMC5883L yaitu DT- Sense 3

Axis Compass.

6. Sensor kecepatan angin menggunakan optocoupler,dengan jumlah rotary adalah

10.

7. Sensor kecepatan poros kincir angin menggunakan optocoupler dimana jumlah

rotary adalah 16.

8. Menyimpan data pengukuran berupa data *,tanggal, jam, tegangan, arus,

kecepatan poros kincir angin, kecepatan angin, arah angin, dan #.

9. Penyimpanan data setiap 10 detik sekali dan akan ditampilkan setiap detiknya.

10. Data disimpan dalam bentuk data text.

11. Menampilkan data yang tersimpan kedalam LCD 16x2.

1.4 Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai, metode-metode yang digunakan dalam

menyusun tugas akhir ini adalah :

1. Studi literature, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan cara membaca buku-

buku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam

tugas akhir ini.

2. Eksperimen, yaitu dengan cara langsung melakukan praktek maupun pengujian

terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini.

3. Perancangan subsistem hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk

model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari

berbagai factor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Pada Gambar

1.2 menunjukan diagram blok perancangannya.

4. Pembuatan subsistem hardware. Dalam pembuatan data logger ini mulai

menyatukan beberapa sensor yang telah menjadi modul dan juga membuat sensor

yang belum menjadi modul, lalu digabungkan menjadi satu dengan Arduino Uno.

5. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan setelah alat jadi dan juga

mulai mengoperasikan kelima sensor tersebut untuk diambil data nya dengan

bantuan kincir angin propeler berbahan kayu.


5

Kincir angin

Sensor rotary encoder

sensor kecepatan angin

Sensor Line tracker

sensor kecepatan poros

kincir angin

Sensor teganganSensor WCS1800

sensor arus

HMC5883L

Sensor kompas

Generator

Tombol

RTC Shield v1.0

Real time Clock

Arduino Uno

LCD

Gambar 1.2. Diagram Blok Perancangan

6. Analisis dan penyimpulan data percobaan. Analisis data dilakuka dengan cara

mengecek performe alat (misal : kestabilan system dalam jangka waktu yang

lama), keakurasian sensor yang ada di dalam data logger tersebut. Penyimpulan

hasil percobaan dapat dilakukan setelah selsai melakukan analisis. Penyimpulan

hasil dapat dilakukan dengan membandingkan data yang telah didapatkan dari

data logger dengan dengan data yang telah terakurasi.


6

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Pengondisi Sinyal

Rangkaian pengondisi sinyal merupakan rangkaian yang digunakan untuk mengubah

level tegangan sesuai dengan yang diinginkan. Rangkaian pengondisi sinyal sangat

diperlukan bila tegangan yang diperlukan tidak tersedia oleh tegangan yang ada. Seperti

rangkaian pengondisi sinyal yang dipakai untuk sensor WCS1800 yang disini akan dibuat.

Sebelum membuat sebuah rangkaian pengondisi sinyal harus memperhatikan karakteristik

sensor yang akan kita buatkan rangkaian pengondisi sinyalnya, dalam hal ini karakteristik

dari WCS1800 adalah[3] : memiliki sensivitas 60mV/A, ketika arus 0 ampere, maka

keluaran tegangan analog adalah 2,5volt dan ketika arus 25 ampere maka tegangan keluaran

analog sebesar 2,5volt + (25volt*60mV/A) = 4 volt. Dengan karakteristik itu dapat dibuatlah

pengondisi sinyal yang akan diinginkan, dimana karakteristik yang diinginkan adalah ketika

0 ampere keluaran tegangan analog adalah 0 volt dan ketika arus mencapai 25 ampere maka

keluaran tegangan analog adalah 3,3volt. dengan karakteristik ini dibuat pengondisi sinyal

yang sesuai yaitu yang menggunakan voltage subtraction.

Voltage subtraction atau penguat selisih tegangan adalah rangkaian penguat

operasional (operational amplifier) dimana ada dua masukan yang akan diolah didalam

penguat operasional ini. Dimana masukan pertama dari sensor yang akan dibuatkan

pengondisi sninyal dan masukan kedua berasal dari tegangan offset. Fungsi dari tegangan

offset itu sendiri adalah untuk mengenolkan nilai awal dari sensor WCS1800. Pada Gambar

2.1 menunjukan rangkaian dasar dari penguat selisih tegangan.

Gambar 2.1. Rangkaian Penguat selisih tegangan


7

Dimana rangkaian penguat selisih tegangan memiliki persamaan [4] :

VoffR

RVin

R

RR

RR

RVout

2

4

2

42

31

3

(2.1)

Vout = m* (Vin +c) (2.2)

Selain rangkaian penguat selisih tegangan ini juga dibutukan rangkaian buffer.

Rangkaian Buffer adalah rangkaian yang menghasilkan tegangan keluaran sama dengan

tegangan masukannya. Fungsi rangkaian buffer pada peralatan elektronika adalah sebagai

penyangga, dimana prinsip dasarnya adalah penguat arus tanpa terjadi penguatan tegangan.

Rangkaian buffer ditunjukan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Rangkaian Buffer [3]

Dengan metode hubung singkat antara jalur masukan pembalik (inverting) dan jalur

keluaran, maka diperoleh perhitungan matematis : Vout = Vin, sehingga diperoleh nilai

penguatan tegangan (Av) = 𝑉𝑜𝑢𝑡

𝑉𝑖𝑛= 1 , dilihat dari hasil ini bisa dikatakan tidak terjadi

penguatan tegangan.

2.2. Pembagi tegangan

Rangkaian pembagi tegangan adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari dua buah

resistor yang diseri lalu diambil tegangan diantara sambungan resistor tersebut. Rangkaian

pembagi tegangan berfungsi membagi tegangan input menjadi beberapa bagian tegangan

keluaran. Pada Gambar 2.3 menunjukan rangkaian dasar dari pembagi tegangan. Dari

Gambar 2.3 mendapatkan persamaan tegangan keluaran yaitu:

𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛 ∗ ( 𝑅2

𝑅1 + 𝑅2)

(2.3)


8

Gambar 2.3. Rangkaian dasar Pembagi Tegangan

2.3. LM358

Integrated Circuit (IC) LM358 merupakan ic penguatan operasional yang memiliki

dua buah penguatan operasional (operational Amplifier) didalamnya, memiliki penguatan

(gain) yang besar, IC ini memiliki single catu. Selain itu ic ini memiliki bandwidth yang

lebar yaitu 1MHz. Untuk single catu dianjurkan tegangan maksimal adalah 32 volt dan

minimal 3 volt[5]. Keluaran tegangan yang dihasilkan dari IC LM358 dari 0 volt sampai

dengan 26 volt. Untuk konfigurasi IC LM358 ditunjukan dengan Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Konfigurasi LM358

2.4. HMC5883L

HMC5883L merupakan jenis IC yang didesain untuk sensor magnetic dengan

antarmuka digital untuk aplikasi seperti kompas dan juga magnetometry. Magnetometry

adalah sebuah instrumen pengukuran yang digunakan untuk dua tujuan umum, yaitu untuk

mengukur magnetisasi bahan magnet seperti feromagnet, atau untuk mengukur kekuatan

dan, dalam beberapa kasus arah medan magnet pada suatu titik dalam ruang angkasa.


9

Didalam HMC5883L ini juga sudah terintegrasi untuk mengkalibrasi internal dan juga ada

driver untuk degaussing. Konfigurasi pin HMC5883L ditunjukan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Pin HMC5883L

HMC5883L sudah menjadi modul, salah satunya adalah DT- Sense 3 Axis Compass [6].

Spefisikasi dari modul DT- Sense 3 Axis Compass yaitu :

Tegangan masukan 3,3 volt dc dan konsumsi arus rendah yaitu maksimal 100uA

Memiliki sensor magnetoresistive 3 sumbu

Memiliki jangkauan pembacaan medan magnet sampai dengan ± 8 Gauss dengan

resolusi 5 miliGauss

Akurasi kompas hingga 1-2

2.5. Optocoupler

Optocoupler merupakan piranti elektronik yang terdiri dari dua bagian utama yaitu

LED (Light Emitting Diode) dan juga Phototransistor. Prinsip kerja optocoupler adalah: jika

antara Phototransistor dan LED terhalang maka Phototransistor tersebut akan mati sehingga

keluaran dari kolektor akan berlogika tinggi, sebaliknya jika antara LED dan Phototransistor

tidak terhalang maka Phototransistor akan nyala dan keluaran dari kolektor akan berlogika

rendah. Phototransistor adalah transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik

dan memiliki penguat (gain) internal. Penguat internal yang terintegrasi ini menjadikan

sensivitas atau kepekaan phototransistor terhadapa cahaya jauh lebih baik dari komponen

pendeteksi yang lain. Cahaya yang diterima oleh phototransistor akan menimbulkan arus

pada daerah basisnya dan menghasilkan penguatan arus hingga ratusan kali. Phototransistor

juga digolongkan sebagai tranduser.


10

Prinsip kerja phototransistor hampir sama dengan transistor pada umumnya. Dimana

arus pada basis transistor dikalikan untuk memberikan arus pada kolektor. Namun khusus

untuk phototransistor, arus basis dikendalikan oleh jumlah cahaya yang diterimanya. Oleh

karena itu fisik phototransistor hanya memiliki dua kaki yaitu kolektor dan emitter saja.

Sedangkan terminal basisnya berbentuk lensa yang berfungsi untuk menangkap cahaya.

Macam- macam konfigurasi common pada optotransistor ditunjukan pada Gambar 2.7. Pada

prinsipnya adalah ketika basis phototransistor menerima cahaya yang tinggi, maka arus yang

mengalir dari kolektor ke emitor akan semakin besar pula. Symbol Optocoupler ditunjukan

pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Simbol Optocoupler

Ada dua konfigurasi common :

(a) (b)

Gambar 2.7. (a) Rangkaian Phototransistor Common Emiter Amplifier

(b) Rangkaian Phototransistor Common Colector Amplifier

Perbedaan dari kedua common adalah jika Common Emiter Amplifier jika ada

cahaya maka akan berlogika dari 1 menuju 0 tetapi Common Colector Amplifier jika ada

cahaya maka akan berlogika dari 0 menuju 1. Fungsi phototransistor juga ada dua yaitu

sebagai saklar dan juga penguat.


11

Perbedaan antara phototransistor dengan photodioda diantarnya adalah photodioda lebih

cepat daripada phototransistor dalam hal respon frekuensi, jika dalam hal penguat (gain)

phototransistor lebih tinggi daripada photodioda.

Rumusan untuk menghitung besar kecepatan angin dengan optocoupler sebagai alat

pencacah adalah:

Rpm = 𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒑𝒆𝒓𝒖𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒖𝒑𝒔𝒊

𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒓𝒐𝒕𝒂𝒓𝒊∗ 60 ∶

𝒑𝒆𝒓𝒊𝒐𝒅𝒂

𝟏𝟎𝟎𝟎 (2.6)

Kecepatan angin =

𝟐∗𝝅∗𝒓 (𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒑𝒆𝒓𝒖𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒖𝒑𝒔𝒊

𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒓𝒐𝒕𝒂𝒓𝒊∗𝟔𝟎:

𝒑𝒆𝒓𝒊𝒐𝒅𝒂

𝟏𝟎𝟎𝟎)

60: 1000 (2.7)

Dimana : r : jari- jari lingkaran baling - baling/ mangkok.

Rumusan untuk menghitung kecepatan poros kincir angin dengan optocoupler

sebagai alat pencacahnya adalah :

rpm = 𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒖𝒑𝒔𝒊_𝒌𝒆𝒕𝒊𝒌𝒂_𝒏𝒂𝒊𝒌

𝒋𝒖𝒎𝒍𝒂𝒉_𝒓𝒐𝒕𝒂𝒓𝒊∗ 60 (2.8)

2.6. Led

LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan

semi konduktor jenis dioda yang mampu memancarkan cahaya. LED mampu menghasilkan

cahaya yang berbeda- beda menurut semi konduktor yang digunakan dan jenis bahan semi

konduktor tersebut akan menghasilkan panjang gelombang yang berbeda, sehingga cahaya

yang dihasilkan berbeda pula. LED adalah salah satu jenis dioda, maka LED memiliki dua

kutub yaitu anoda dan katoda. Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik yang

mengalir dari anoda menuju katoda.

Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik karena apabila terbalik LED tidak akan

menyala. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang juga cahaya

yang dihasilkan., namun perlu diperhatikan bahwa arus yang diperbolehkan adalah 10mA-

20mA dan tegangan 1,6 volt - 3,5 volt menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus

yang mengalir melebihi 20mA, maka LED akan terbakar. Untuk menjaga supaya LED tidak


12

terbakar maka perlu adanya resistor sebagai penghambat arus.LED ditunjukan pada gambar

2.8.

Gambar 2.8. Konfigurasi LED

Berdasarkan gambar diatas, persamaan untuk mencari nilai tegangan menggunakan hukum

ohm yaitu V=I*R, sehingga persamaan untuk mencari nilai resistor yang digunakan sebagai

indicatoradalah:

𝑅 =𝑉𝑠−𝑉𝑑

𝐼 (2.9)

Dimana :

V = Tegangan

I = Arus listrik

R = Resistor

Vs = Tegangan sumber

Vd = Tegangan LED

Tegangan kerja pada sebuah LED menurut warna yang dihasilkan [7]:

1. Infra merah : 1,6V

2. Merah : 1,8V – 2,1V

3. Oranye : 2,2V

4. Kuning : 2,4V

5. Hijau : 2,6V

6. Biru : 3,0V – 3,5V

7. Putih : 3,0V – 3,6V

8. Ultraviolet : 3,5V


13

Pada umumnya tegangan yang digunakan pada perancangan adalah tegangan

minimal LED (Vmin LED), tegangan minimal LED adalah sebesar 1,5V. gambar 2.9

menunjukan rangkaian indicator LED

Gambar 2.9. Rangkaian Indikator LED

2.7. Arduino Uno Rev3

Arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source, berbasis pada software

dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk para seniman,

desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek atau lingkungan yang

interaktif[7]. Nama arduino disini tidak hanya dipakai untuk menamai papan rangkaiannya

saja, tetapi juga untuk menamai bahasa dan software pemrogramanya, serta Lingkungan

pemrogramannya. Kelebihan arduino dari segi hardware mikrokontroler yang lain adalah:

IDE(Integrated Development Environment) arduino merupakan multiplatform, yang

dapat dijalankan diberbagai sistem operasi, seperti Windows, Macintosh, Linux

IDE arduino dibuat berdasarkan pada IDE Processing, yang sederhana sehingga

mudah digunakan

Pemrograman arduino menggunakan kabel yang teerhubung dengan port USB,

bukan port serial. Fitur ini juga berguna karena banyak koputer sekarang ini tidak

memiliki port serial

Arduino adalah hardware dan software open source- pengguna bisa mendownload

software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar ke pembuat arduino

Biaya hardware cukup murah, sehingga tidak menakutkan untuk membuat

kesalahan

Proyek arduino ini dikembangkan dalam lingkungan pendidikan, sehingga bagi

pemula akan lebih cepat dan mudah untuk mempelajarinya.

Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitasdi internet yang dapat membantu

setiap kesulitan yang dihadapi.


14

2.7.1 Spesifikasi Arduino Uno Rev3

Arduino Uno Rev3 adalah board sistem minimum berbasis mikrokontroler

ATmega328 keluarga AVR. Arduino Uno Rev3 memiliki 14 digital input/output (6

diantaranya digunakan untuk PWM output), 6 analog input, 16 MHz crystal oscillator, USB

connection, power jack, ICSP header, dan tombol reset. Beberapa pin Arduino Uno Rev3

memiliki keggunaan khusus, diantaranya: serial pin 0 dan 1, external intterups pin 2 dan 3,

PWM pin 3, 5, 6, 9, dan 11, SPI pin 10, 11, 12 ,dan 13, LED pin 13, dan TWI pin A4 dan

A5 . LED 13 merupakan built-in LED digital pin 13, ketika pin berlogika tinggi maka LED

akan menyala begitu sebaliknya. Arduino menyimpan informasi sket program. Ketika

Arduino di aktifkan maka LED 13 akan berkedip, begitu juga saat melakukan reset maka

LED 13 akan berkedip.

Tegangan kerja yaitu sebesar 5V, dan tegangan masukan yang direkomendasikan

adalah 7-12V bisa dari USB atau jack power. Arus keluaran dari arduino adalah 40mA untuk

5V dan 50mA untuk 3,3V. Didalam arduino uno juga ada regulator tegangan yaitu

3,3V.setiap pin digital bisa dih=gunakan untuk masukan maupun keluaran dengan fungsi

arduino. 14 pin ini memiliki tegangan keluaran sebesar 5V. Setiap pin menyediakan ataupun

menerima arus maksimal 40mA. Lalu ada tambahan pin untuk fungsi tertentu diantaranya

adalah :

Serial: pin 0(Rx) dan pin 1(Tx),digunakan untuk menerima (Rx) dan mengirim (Tx)

serial data berupa tegangan TTL (5V dan 0V)

Ekternal Interupt: pin 2 dan pin 3. Pin ini bisa digunakan untuk interupsi baik itu

rising atau falling edge.

Pin untuk mengatur pulse Width Modulator (PWM): pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11.

Keluaran berupa 8 bit PWM.

Pin untuk I2C : analog 4 (A4) atau Serial data (SDA) dan analog 5 (A5) atau Serial

Clock (SCL)

Papan Arduino Uno Rev3 ditunjukan pada Gambar 2.10. Papan Arduino Uno Rev3

berbasis mikrokontoler ATmega328 keluarga AVR. Komponen ini merupakan bagian utama

dari papan Arduino Uno Rev3, sehingga pengguna dapat menerapkan program kontrol untuk

menjalankan papan Arduino Uno Rev3. Selain ATmega328, papan Arduino juga dapat

diganti menggunakan mikrokontroler ATmega 8/Atmega 168 sesuai dengan kebutuhan

pengguna. Gambar 2.11. menunjukkan deskripsi pin mapping ATmega168/328.


15

Gambar 2.10. Konfigurasi Pin Arduino Uno

Gambar 2.11. Pin Mapping ATmega168/328

2.7.2. Pemrograman Arduino IDE

Lingkungan pemrograman Arduino disebut IDE (Integrated Development

Environment). Perangkat lunak Arduino IDE adalah aplikasi cross-platform ditulis dengan

bahasa pemrograman java dan berasal dari IDE untuk bahasa pemrograman wiring project,

hal ini dirancang untuk memudahkan pengguna yang baru mempelajari mikrokontroler

dengan software development, termasuk didalam perangkat lunak dengan kode editor dan

fitur seperti sintaks, brace pencocokan, dan identasi otomatis, serta mampu compile dan

upload program dengan sekali perintah klik[7].


16

Gambar 2.12. Perangkat Lunak Arduino Uno IDE versi 1.6.6

Gambar 2.12. menuunjukkan perangkat lunak Arduino IDE versi 1.6.6. Perangkat

lunak Arduino IDE dilengkapi dengan library C/C++, membuat operasi input/output jauh

lebih mudah dipahami. Pengguna hanya perlu mendefinisikan dua fungsi untuk membuat

program dapat dijalankan ketika dieksekusi pada papan Arduino Uno Rev3. Fungsi tersebut

diantaranya:

1. Setup(), fungsi berjalan satu kali pada awal dari sebuah program yang dapat

menginisialisasi masukan dan keluaran pada papan mikrokontroler Arduino Uno

Rev3.

2. Loop(), fungsi yang dieksekusi berulangkali sampai papan mikrokontroler Arduino di

non-aktifkan.

Bahasa pemrogrman Arduino adalah bahasa C++, dengan dukungan berkas library

yang dapat menyederhanakan proses coding. C++ mendefinisikan beberapa jenis data yang

berbeda. Sign variable memungkinkan mengolah data negatif dan positif, sedangkan

unsigned variable hanya memungkinkan data positif. Tipe data yang digunakan dalam

coding Arduino adalah void, boolean, char, unsigned char, byte, int, unsigned int, word,

long, unsigned long, short, float, double, array, string-(char array), dan String-(object). Tipe

data string memungkinkan penggunaan untuk memanipulasi teks string dalam cara yang

lebih kompleks seperti melakukan penggabungan string, penambahan string, mengganti

substring, dan lain sebaginya.


17

2.7.3. Komunikasi Serial Arduino

Komunikasi serial Arduino Uno Rev3 pada dasarnya terletak pada pin serial 0 (Rx)

dan 1 (Tx) pada papan Arduino Uno Rev3 yang terhubung ATmega328. Komunikasi yang

disediakan adalah UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) TTL (5 volt).

Papan Arduino Uno Rev3 dilengkapi mikrokontroler ATmega16U2 yang memungkinkan

komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada komputer)

sehingga papan Arduino Uno Rev3 dapat berinteraksi dengan perangkat komputer (Personal

Computer). Firmware ATmega16U2 menggunakan driver standar USB COM dan tidak

membutuhkan driver eksternal. Fitur serial monitor pada perangkat lunak Arduino IDE

memungkinkan data tekstual sederhana dikirimkan ke dan dari papan Arduino. LED Rx dan

Tx yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui

chip USB-to-serial. Berkas library SoftwareSerial memungkinkan komunikasi serial pada

beberapa pin digital Arduino Uno Rev3. IC ATmega328 pada Arduino Uno Rev3 juga

mendukung I2C Two Wire Interface (TWI) menggunakan berkas library Wire dan

komunikasi Serial Pheripheral Interface (SPI) menggunakan berkas library SPI.

Fungsi komunikasi merupakan instruksi dalam sket program yang digunakan untuk

menjalankan program. Beberapa instruksi program yang digunakan dalam komunikasi serial

Arduino adalah if(Serial), available(), availableForWrite(), begin(), end(), find(),

findUntil(), flush(), parseFloat(), parseInt(), peek(), print(), println(), read(), readBytes(),

readBytesUntil(), readString(), readStringUntil(), setTimeout(), write(),

serialEvent().Beberapa instruksi yang umumnya dipakai dalam komunikasi serial arduino

adalah instruksi begin() digunakan untuk mengatur baudrate atau kecepatan komunikasi

umumnya bernilai 9600, instruksi available() digunakan untuk mendapatkan jumlah karakter

atau byte yang telah diterima diserial port, instruksi read(), digunakan untuk membaca data

yang telah diterima diserial port, instruksi println() sama seperti instruksi print() dengan

penambahan enter, dan instruksi readStringUntil(), digunakan untuk membaca data dengan

tipe data string sampai karakter yang ditentukan misalnya (“\n”) karakter enter.

2.8. LCD

LCD (liquid cell display) merupakan salah satu alat komponen elektronika yang

berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter. LCD yang digunakan adalah tipe M1632

yang ditunjukan pada gambar 2.13.


18

Gambar 2.13. LCD 16x2

LCD tipe ini memiliki 2 baris dimana masing – masing baris memuat 16 karakter.

Selain itu LCD ini sangat mudah untuk dioperasikan, kebutuhan daya LCD ini hanya 5V.

konfigurasi pin LCD M1632 dapat dilihat pada Tabel 2.1. dibawah ini.

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD M1632

No. Nama Fungsi

1 Vss 0V (GND)

2 Vcc 5V

3 VLC LCD Contrast Voltage

4 RS Register Select; H: Data Input; L: Instruction Input

5 RD H: Read; L: Write

6 EN Enable Signal

7 D0 Data bus 0

8 D1 Data bus 1

9 D2 Data bus 2

10 D3 Data bus 3

11 D4 Data bus 4

12 D5 Data bus 5

13 D6 Data bus 6

14 D7 Data bus 7

15 V+BL Positif backlight voltage (4-4.2V; 50-200mA)

16 V-BL Negative backlight voltage (0V; GND)


19

2.9. IC DS1307 – Real Time Clock (RTC)

IC DS1307 adalah sebuah IC real time clock yang dapat digunakan untuk

menyimpan waktu. Perangkat ini juga mampu menyimpan data waktu, mulai dari detik,

menit, jam, hari, hingga tanggal, bulan, dan tahun. IC DS1307 bekerja dengan menggunakan

komunikasi serial I2C. ketika catu daya utama tidak aktif maka IC ini akan secara otomatis

akan berpindah ke catuan dari baterai 3.2V.

Semua data yang diterima dari IC DS1307 sudah berupa data Binary Coded Decial

(BCD). Pertukaran data menggunakan antarmuka I2C, yang setiap memulai pertukaran data,

master device harus menginisialisasikan keadaan START dan diakhiri dengan keadaan

STOP. Keadaan STRART terjadi apabila pin SDA berubah dari logika satu menjadi logika

nol saat pin SCL berada pada logika satu. Sedangkan keadaan STOP terjadi saat pin SDA

berubah dari logika nol ke logika satu saat pin SCL berada pada logika satu. Sedangkan

pertukaran data terjadi pada saat pin SCL berada pada logika nol.

Memori IC DS1307 terdiri dua register utama, yaitu Timekeeper Register dan

Control Register. Timekeeper Register berisi data-data pewaktuan, mulai dari detik, menit,

jam, tanggal, bulan, tahun hingga hari. Sedangkan Control Register berisi bit untuk mengatur

keluaran pin SQW/OUT. Saat Square Wave Output tidak aktif, bila bit Out bernilai satu,

maka keluaran pin SQW/OUT juga akan bernilai satu. Bit SQWE berfungsi untuk

mengaktifkan Square Wave Output. Apabila bit ini bernilai satu maka Square Wave Output

akan aktif. Sedangkan nilai frekuensi yang dihasilkan tergantung dari kombinasi bit RS1 dan

RS0. Pengaturan dan keluaran pin SQW/OUT ditunjukan pada Tabel 2.2. untuk memori

pada IC DS1307 ditunjukan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.2. Pengaturan dan Keluaran pin SQW/OUT [9]

RS1 RS0 Frekeunsi SQWE OUT

0 0 1 Hz 1 X

0 1 4096 Hz 1 X

1 0 8,192 KHz 1 X

1 1 32,768 KHz 1 X

X X 0 0 0

X X 1 0 1


20

Tabel 2.3. Memori pada IC DS1307 [9]

Alamat Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit1 Bit 0 Fungsi Rentang

00h CH 10 detik Detik Detik 00-59

01h 0 10 detik Menit Menit 00-59

02h 12 10

jam 10 jam Jam Jam

1-12

+AM/P

M

00-23

02h 24 AM/

PM 10 jam Jam Jam 1-12

03h 0 0 0 0 0 Hari Hari 01-07

04h 0 0 10 tanggal Tanggal Tangga

l 01-31

05h 10

bulan Bulan Bulan 01-12

06h 10 tahun Tahun Tahun 00-99

07h OUT 0 0 SQWE 0 0 RS1 RS0 Control -

08h-3Fh RAM

56x8 00h- FFh

2.10. Saklar push button

Tombol tekan atau push button adalah bentuk saklar yang paling umum dari

pengendali manual yang dijumpai di industry. Tombol tekan NO (normally open)

menyambung ke rangkaian ketika tombol ditekan dan kembali pada posisi terputus ketika

tombol dilepas. Sedangkan tombol tekan NC (normally close) akan memutus rangkaian

apabila tombol ditekan dan akan kembali pada posisi terhubung ketika tombol dilepaskan.

Symbol tombol tekan dapat dilihat pada Gambar 2.14. Dalam hal ini yang sering dipakai

dalam banyak percobaan adalah tombol tekan pull up dimana logika dari pull up adalah

ketika tombol tidak ditekan nilai masukan ke arduino uno berlogika tinggi. Selain itu juga

ada tombol yang digunakan untuk mereset arduino uno, berdasarkan datasheet dimana untuk

melakukan reset diperlukan minimal lebar pulsa sebesar 2,5 us, dan tegangan maksimum


21

reset sebesar 1,6 volt. Dimana untuk mengetahui besaran komponen yang akan digunakan

mak menggunakan persamaan ini :

𝑇 =1

𝑓=

1

2∗𝜋∗𝑅∗𝐶 (2.10)

dan juga hukum Ohm V = I*R (2.11)

(a) (b)

Gambar 2.14.(a) Simbol tombol tekan NO (Normally open). (b) Simbol tombol tekan NC

(Normally close)

Lalu ada dua macam rangkaian untuk tombol tekan ini yaitu :

1. Hambatan Pull up, merupakan tombol tekan yang ketika tombol ditekan maka akan

berlogika nol (low),dan jika tombol tidak ditekan maiak akan berlogika satu (high).

Ditunjukan pada Gambar 2.15.(a)

2. Hambatan Pull down, merupakan rangkaian tombol, yang apabila tombol ditekan

maka akan berlogika satu (high), bila dilepas akan berlogika nol (low) . Ditunjukan

pada Gambar 2.15.(b).

(a) (b)

Gambar 2.15.(a) Rangkaian tombol tekan pull up .(b) Rangkaian tombol tekan pul down


22

Gambar 2.16. Rangkaian Reset Eksternal

2.11. WCS 1800

WCS1800 merupakan sensor arus yang yang bekerja secara hall effect. Dimana hall

effect sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall effect

sensor akan menghasilkan sebuah tegangan dengan medan magnet yang diterima oleh sensor

tersebut. Pendektesian perubahan kekuatan medan magnet melalui sebuah inductor yang

berfungsi sebagai sensornya. Sensor hall effect terdiri dari lapisan silicon dan dua buah

elektroda pada masing- masing silicon. Hal ini akan menhasilkan perbedaan tegangan pada

keluarannya ketika lapisan silicon ini dialiri oleh arus listrik. Tanpa ada pengaruh dari medan

magnet maka arus akan mengalir tepat ditengah- tengah silicon dan menghasilkan tegangan

yang sama antara elektroda sebelah kiri dan sebelah kanan sehingga menghasilkan tegangan

0 volt. Ketika terdapat medan magnet mempengaruhi sensor ini maka arus yang mengalir

akan berbelok mendekati/ menjauhi sisi yang dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika arus

yang melalui lapisan silicon tersebut mendekati sisi silicon sebelah kiri maka terjadi ketidak

seimbangan tegangan keluaran antara kanan dan kiri hal ini akan menghasilkan beda

tegangan di keluarannya. Semakin besar kekuatan medan magnet maka akan semakin besar

pula pembelokan arus didalam lapisan silicon tersebut dan juga itu akan mempengaruhi beda

tegangan pada keluarannya. Gambar 2.17 menunjuk ilustrasi kerja hall effect sensor

Gambar 2.17. Ilustrasi Hall Effect Sensor


23

Gambar 2.18.Konfigurasi sensor arus Hall effect

Dalam penelitian ini menggunakan modul WCS1800 yang terdiri hall sensor, diferential

amplifier, temperature compensation, dan juga ada transistor. Dalam modul ini terdapat dua

keluaran yaitu keluaran analog dan juga keluaran digital. untuk tegangan masukan (supply)

yaitu 3,3 voltdc. Untuk diameter lubang sensornya adalah 9mm, sensivitas sensor arus nya

adalah 60mV/A. Untuk karakteristik WCS1800 ditunjukan pada Gambar 2.19.

Gambar 2.19. Perbandingan antara Tegangan keluaran dengan Arus masukan

WCS1800[2].

2.12. Rancang Bangun Anemometer 3 mangkuk

2.12.1. Angin

Angin adalah gerak nisbi terhadap permukaan bumi. Gerak atmosfer terhadap

permukaan bumi ini memiliki dua buah arah yaitu arah horizontal dan arah vertical. Kedua

gerak atmosfer ini disebabkan oleh ketidakseimbangan radiasi bersih, kelembaban dan

momentum diantara lintang rendah dan lintang tinggi disuatu pihak lain

(Prawirowardoyo,1996). Adapun faktor- faktor yang mempengaruhi gerak atmosfer itu

sendiri yaitu topografi, distribusi antara permukaan daratan dan lautan serta arus laut.

Gerakan atmosfer yang umum adalah gerak horisoltal, karena daerah yang diliputi

jauh lebih luas dan kecepatan horisontalnya jauh lebih besar daripada vertikalnya. Akan


24

tetapi yang merupakan sumber pembentukan awan konvektif dan curahan yang berperan

penting dalam menentukan cuaca dan iklim adalah gerak vertikal.

Perubahan cuaca dipermukaan bumi pada dasarnya adalah hasil dari gerak atmosfer

atau gerak udara, yaitu gerak yang dihasilkan oleh berbagai gaya yang bekerja pada paket

udara. Adapun gaya utama penggerak angin adalah gaya gradient tekanan yag disebabkan

perbedaan suhu. Sedangkan gaya- gaya sekunder yang mempengaruhi angin adalah gaya

Corolis (gaya yang timbul karena adanya rotasi bumi), gaya setrifugal dan gaya gesekan.

2.12.2. Mangkuk Anemometer

Mangkuk anemometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju angin

dimana sensor laju angin terdiri dari tiga mangkuk yang dihubungkan oleh lengan. Seluruh

mangkuk menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor akan

berputar pada arah yang tetap. Alat ini memberikan tanggapan atas gaya dinamik yang

berasal dari angin yang bekerja pada alat tersebut. Gaya dinamik angin pada permukaan

mangkuk cekung lebih besar daripada mangkk yang cembung.

2.12.2. Momen Inersia

Benda yang bermula- mula diam akan mempertahankan keadaan diamnya (malas

bergerak) dan benda yang bermula- mula bergerak akan mempertahankan keadaan geraknya

atau malas berhenti (Kanginan, 2004). Sifat benda yang cenderung mempertahankan

keadaan geraknya (diam atau bergerak) inilah yang disebut sebagai kelembaman atau

inersia. Sehingga dapat didefinisikan bahwa momen inersia adalah ukuran resistensi atau

kelembaman sebuah benda terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Momen inersia ini

tergantung pada distribusi massa benda relative terhadap sumbu rotasi benda dapat dilihat

pada Gambar 2.20.

Momen inersia dari sebuah partikel bermassa m terhadap poros yang terletak sejauh

r dari massa partikel didefinisikan sebagai hasil kali massa partikel terhadap kuadrat jarak

dari titik poros, atau bisa ditulis 𝐼 = 𝑚 ∗ 𝑟2

Gambar 2.20. Momen Inersia sebuah titik partikel terhadap poros


25

Momen inersia untuk benda yang berbentuk batang dengan sumbu putar tegak lurus

dengan batang yang melalui salah satu ujungnya didapat dengan rumus sebagai berikut

massa total dari batang (M) didisribusikan secara uniform sepanjnag L, sehingga kerapatan

massa linier adalah p = M/L, jadi dm = p *dx = (M/L) * dx, untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada Gambar 2.21.

Gambar 2.21. Batang Uniform dengan sumbu putar melalui salah satu ujung

Sehingga momen inersia terhadap sumbu yang tegak lurus batang yaitu :

𝐼 = ∫ 𝑥2 𝑑𝑚

𝐿

0

= ∫ 𝑥2 ∗𝑀

𝐿 𝑑𝑥

𝐿

0

= 𝑀

𝐿∫ 𝑥2 𝑑𝑥

𝐿

0

= [𝑀

𝐿 1

3 𝑥3]

= 1

3 𝑀𝐿2

Untuk momen inersia dari belahan mangkuk yaitu sebagai berikut : massa setengah

bola berongga, 𝑑𝑚 = 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑟2 ∗ 𝑑𝑟 (𝑤/𝑔). Yang dimaksud massa disini adalah massa

suatu mangkuk yang tipis. Keterangan r adalah jari- jari mangkuk dan dr merupakan tebal

dari mangkuk, sedangkan w/g adalah massa material per volume. Ilustrasi dapat dilihat pada

Gambar 2.22dibawah ini.

Gambar 2.22. Setengah bola dengan sumbu putar melalui salah satu ujung.


26

Maka perhitungan momen inersia dari setengah bola tersebut adalah :

𝐼 = 2

3 ∫ 𝑟2 (2𝜋𝑟2 𝑑𝑟 (

𝑤

𝑔))

2𝑎

0

= 4

3 𝜋

𝑤

𝑔 ∫ 𝑟4 𝑑𝑟

2𝑎

0

= 4

3 𝜋

𝑤

𝑔 [

1

5𝑟5]

= 4

15 𝜋

𝑤

𝑔 32𝑎5

= (2

5𝜋𝑎3 𝑤) (

2

3

1

𝑔𝑎232)

Dimana 𝑊 = 2

5𝜋𝑎3 𝑤, maka : 𝐼 =

64

3 𝑚𝑎2

Lalu untuk momen inersia untuk benda berbentuk poros bermagnet yang melewati

pusatnya yaitu dengan mengambil elemen massa dm (Gambar 2.23). dimana setiap elemen

massa adalah sebuah cincin berjari- jari r yang tebalnya dr.

Gambar 2.23. Poros bermagnet dengan sumbu putar melalui pusatnya.

Momen inersia untuk setiap elemen adalah 𝑟2𝑑𝑚 dan luas tiap elemen adalah dA =

2 𝜋 𝑟 𝑑𝑟, maka massa setiap elemen adalah [11] :

𝑑𝑚 = 𝑀

𝐴 𝑑𝐴

= 𝑀

𝐴 2𝜋𝑟 𝑑𝑟

Dengan 𝐴 = 𝜋𝑅2 adalah luas lingkaran, jadi didapatkan :

𝐼 = ∫ 𝑟2 𝑑𝑚


27

= ∫ 𝑟2𝑀

𝐴 2𝜋𝑟 𝑑𝑟

𝑅

0

= 2𝜋𝑀

𝜋𝑅2∫ 𝑟3 𝑑𝑟

𝑅

0

= 2𝑀

𝑅2

𝑅4

4

= 1

2 𝑀𝑅2

sehingga rumus momen inersia untuk benda berbentuk mangkuk anemometer yaitu :

𝐼 = 3 (1

3𝑀𝐿2 +

64

3𝑚𝑎2) +

1

2𝑀𝑅2

Untuk konstruksi baling- baling mangkuk ditampilkan pada gambar 2.24. beserta

pehitungannya [11].

Gambar 2.24. Sketsa mangkuk anemometer ideal

Dari Gambar 2.25.(a) dapat diperoleh persamaan di bawah ini :

Cos 60° = 𝑏

𝑑 (2.12)


28

Dari Gambar 2.25.(b) dapat diperoleh persamaan di bawah ini :

Cos 30° = 𝑒

𝑓 (2.13)

2.13. Proses Pensamplingan Data

Pada sistem datalogger ini menggunakan Timer 1 yang ada didalam mikrokontroler.

Rumus yang akan digunkan untuk proses pensampingan ditunjukan pada persamaan

dibawah ini :

𝑻𝑪𝑵𝑻𝟏 = 𝟐𝟏𝟔 − (𝒘𝒂𝒌𝒕𝒖 𝒕𝒖𝒏𝒅𝒂

𝟏

𝒇𝒓𝒆𝒌𝒖𝒆𝒏𝒔𝒊 𝒐𝒔𝒄∗𝒑𝒓𝒆𝒔𝒄𝒂𝒍𝒆

) (2.14)

2.14. MAPE (Mean Absolute Percentage Error)

MAPE merupakan salah satu model perhitungan untuk mengetahui seberapa besar

error yang terjadi pada hasil yang diperoleh. MAPE memiliki persamaan sebagai berikut[12]

:

MAPE =|𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟−𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ

𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟∗ 100%| (2.15)

2.15. Sensitivity error

Sensitivity error merupakan perbandingan error antara nilai keluaran terhadap

perubahan masukan atau variabel yang diukur.

Rumus untuk sensitivity error sebagai berikut :

Sensitivity error = m(yang seharusnya) – m(yang didapat)*100% (2.16)

Keterangan : m = gradien dari persamaan liniernya.

Semakin besar sensitivity error maka itu menandakan semakin besar pula eror yang

terjadi pada alat tersebut.

(a) (b)

Gambar 2.25.(a). Tinjau segitiga x, (b). Tinjau segitiga y


29

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Konsep Dasar

Sistem data logger kincir angin propeler berbahan kayu digunakan untuk

menyimpan data, dimana data tersebut berisi 5 masukan yaitu data tegangan, data arus, data

kompas, data kecepatan angin, dan data kecepatan kincir angin. Kelima data tersebut akan

tersimpan didalam SD Card dan juga setiap detiknya akan menyimpan data tersebut dengan

bantuan Real Time Clock. Jadi keluaran dari generator kincir angin akan disearahkan oleh

rangkaian jembatan diode. Setelah itu akan masuk kedalam pembagi tegangan yang telah

dirancang sesuai masukan nya yaitu tegangan DC, setalah itu baru akan masuk ke dalam

Arduino Uno. untuk keluaran sensor arus akan diolah terlebih dahulu dengan pengondisi

sinyal, dikarenakan berdasarkan datasheet WCS1800 memiliki kelineritasan arus dari -20

Ampere sampai dengan +20 Ampere. Lalu setelah dari pengondisi sinyal akan masuk ke

dalam Arduino Uno. Untuk sensor kompas mengkalibrasi dengan sudut deklinasi lokasi

dimana kita melakukan percobaan. Selanjutnya untuk mengukur kecepatan kincir angin dan

kecepatan angin dengan menggunakan Phototransistor. Setelah mendapatkan kelima data

maka akan disimpan ke dalam SD Card yang diberi pewaktuan tiap detiknya. Mengacu pada

Gambar 1.2.

3.2. Perancangan Perangkat Keras

3.2.1. Sensor Tegangan

Perancangan sensor tegangan mengacu pada rangkaian dasar pembagi tegangan pada

Gambar 2.3. Rangkaian Pembagi. Untuk mengetahui nilai komponen yang akan

dipakai,maka menggunakan persamaan 2.3. Dengan Vin mulai dari 0 volt sampai dengan 60

volt dan Vout mulai dari 0 volt sampai dengan 3,3 volt, dapat kita hitung besaran pembagi

tegangan yang akan kita gunakan. Dengan menentukan 𝑅1 sebesar 47KΩ,


𝑅1 + 𝑅2)


30

3.3𝑉𝑑𝑐 = ( 𝑅2

𝑅1 + 𝑅2) 60𝑉𝑑𝑐

3.3(𝑅2 + 47KΩ) = R2 * 60Vdc

𝑅2 = 155100

60−3.3

𝑅2 = 2735.5Ω

Gambar 3.1. Rangkaian Pembagi tegangan dan nilai komponen

Gambar 3.1 menunjukan rangkaian pembagi tegangan yang diperuntukan tegangan

maksimal adalah 60 volt. Vin adalah tegangan masukan yang dihasilkan generator yang

sudah disearahkan oleh jembatan dioda. Vout adalah tegangan keluaran dari pembagi

tegangan

3.2.2. Sensor Arus

Dalam sensor arus ini menggunakan modul sensor arus yang telah terintegrasi yaitu

WCS1800, dimana berdasarkan datasheet modul sensor ini mampu mendeteksi arus dari -

50 Ampere sampai dengan +50 Ampere. Dalam modul ini sudah tersedia keluaran analog

yang nantinya akan digunakan sebagai masukan ke dalam Arduino Uno. Ketika sensor

mendeteksi nilai 0 Ampere maka keluaran Analog Output adalah 2.5Vdc, maka dari itu

dibuat pengondisi sinyal supaya 2.5Vdc menjadi 0V dan nilai maksimum dari keluaran.


31

pengondisi sinyal adalah 3.3Vdc ketika arus mencapai 25 Ampere. Ilustrasi persamaan dapat

dilihat pada Gambar 3.2

Gambar 3.2. Grafik persamaan sensor WCS1800

Dimana sumbu y merupakan tegangan yang akan masuk kedalam Arduino Uno dan sumbu

x merupakan tegangan keluaran dari sensor WCS1800. Besaran nilai 2 Volt pada sumbu x

merupakan nilai tegangan keluaran ketika arus 0 Ampere adalah 2,5 Volt tetapi

diminimalkan menjadi 2 Volt. Lalu untuk besar 5 Volt merupakan tegangan maksimal yang

keluar dari WCS1800 dengan rumus : sensivitas sensor * rentang arus + 2,5 Volt = 60mV/A

* 30 Ampere + 2,5 Volt. Nilai sebenarnya adalah 4,3 Volt tetapi dimaksimalkan menjadi 5

Volt. Dengan begitu diharapkan sensor memiliki karakterisktik ketika tegangan keluaran

sensor 2 Volt maka pengondisi sinyal akan mengeluarkan tegangan 0 Volt dan ketika

tegangan keluaran sensor sebesar 5 Volt maka keluaran dari pengondisi sinyal adalah 3,3

Volt.

Dimana 𝑚 = ∆𝑂𝑢𝑡

∆𝑖𝑛=

3.3−0

5−2= 1.1

y = m*x + c

3.3 = 1.1 *5 + c

c = - 2.2

Dengan persamaan 2.2, maka: Vout = m* (Vin +c)

= 1.1 * (Vin – Voffset )

= 1.1 * Vin – 2.2

= 1.1* (Vin - 2)


32

Dari hasil persamaan diatas dapat dilihat besar Voffset = 2V, dan penguatan sebesar 1.1

dengan begitu kita bisa menghitung besar R2 dan R4, dengan menentukan besar nilai salah

satu yaitu R2= 1KΩ, maka besar R4 adalah : 1.1 = 𝑅4

𝑅2

R4 = R2 * 1.1

R4 = 1KΩ * 1.1

R4 = 1.1KΩ

Dimana berdasarkan rangkaian voltage subtraction R1= R2 dan R3=R4. Lalu untuk

Voffset=2V dapat kita hitung dengan rangkaian pembagi tegangan dengan persamaan 2.3


𝑅5+𝑅6)

2𝑉 = ( 𝑅6

𝑅5 + 𝑅6) ∗ 5𝑉

𝑅6 = 2𝐾Ω

3= 666.66Ω

Setelah pembagi tegangan akan ada Buffer sebagai penyangga supaya nilai pada

pembagi tegangan tidak mempengaruhi nilai yang ada di voltage subtractionnya.

Gambar 3.3. Rangkaian pengondisi sinyal


33

Rangkaian keseluruhan pengondisi sinyal tditunjukan pada Gambar 3.3. untuk besaran arus

ini menggunakan penguat operasional LM358. Penguat ini menggunakan catu daya tunggal

sebesar 5V dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar 5mV sampai 3.5V.

3.2.3. Sensor Kompas

Sensor kompas yang digunakan adalah HMC5883L yang telah menjadi modul sensor

kompas yaitu DT- Sense 3 Axis Compass. Dalam mengkalibrasi alat ini penulis hanya

mengkalibrasi melalui program untuk sudut deklinasi dimana penulis melakukan percobaan

ini. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis Compass ditunjukan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Konfigurasi DT- Sense 3 Axis Compass

Dalam modul kompas ini yang digunakan untuk diolah di dalam Arduino Uno Rev3

adalah SCL (Serial Clock), SDA (Serial Data), tegangan masukan dan juga Ground. Dari

keempat keluaran dari modul kompas akan diolah kedalam Arduino Uno Rev3. Wujud riil

dari sensor kompas ditunjukan pada gambar 3.5 dan Gambar 3.6 terlihat tampak atas dan

tampak bawah

Gambar 3.5. tampak atas DT- Sense 3 Axis Compass


34

Gambar 3.6. tampak bawah DT- Sense 3 Axis Compass

Untuk konfigurasi pin sensor DT- Sense 3 Axis Compass ditunjukan pada Tabel 3.1

dibawah ini.

Tabel 3.1. Konfigurasi Pin DT- Sense 3 Axis Compass

Pin Nama Fungsi

1 DRDY Output Data ready interrupt

2 NC - Tidak terhubung



5 SDA Input/ Output I2C serial data

6 SCL Input I2C serial clock

7 Ground - Titik referensi ground

8 V33 Input Tegangan 3,3 VDC

3.2.4. Sensor Kecepatan Kincir Angin

Sensor kecepatan kincir angin menggunakan optocoupler, dimana antara LED dan

phototransistor diletakan berdekatan. Dimana LED akan memancarkan cahaya lalu akan

ditangkap oleh phototransistor. Dalam penelitian ini menggunakan modul yang telah

terintegrasi dengan Arduino Uno yaitu line tracking sensor. Dimana sensor optocoupler ini

akan membedakan warna putih diantara warna hitam. Untuk mengetahui berapa rpm (rotasi

per menit) maka harus mengetahui pula besaran diameter dari poros dan juga berapa jumlah

pencacah untuk mengetahui besar rpm yang dihasilkan. Untuk skematik line tracking

sensorditunjukan pada Gambar 3.7 seperti diwah ini.


35

Gambar 3.7. Skematik rangkaian line tracking sensor

Keluaran dari sensor adalah tegangan TTL dimana berlogika “1” atau logika “0”. Dari

skematik diatas menggunakan phototransistor Common Emiter jadi ketika ada cahaya maka

akan berlogika dari 1 (high) menuju 0 (low). Untuk memprosesnya maka harus

menggunakan operasi penjumlahan dimana selama waktu 10 detik ada berapa kali hitam lalu

dikalikan oleh pewaktu yang telah dibagi dengan jumlah pencacahnya. Dalam penelitian ini

karena dalam satuan detik dan juga jumlah rotari adalah 10, maka dengan persamaan 2.8

didapatkan besar rpm yang dihasilkan yaitu :

Rpm = jml putaran * (60/10)

3.2.5. Sensor Kecepatan Angin

Sensor kecepatan angin menggunakan gabungan dari optocoupler dan juga baling-

baling setengah mangkok untuk bisa menangkap angin. Sensor kecepatan angin

menggunakan modul DI- Rev1. Dimana modul ini juga menggunakan optocoupler sebagai

sensor nya seperti halnya sensor kecepatan kincir angin, keluaran dari sensor kecepatan

angin juga berupa TTL yaitu berlogika “0” atau berlogika “1” didalam modul ada pengondisi

sinyal menggunakan ICLM311. Gambar 3.8.(a) menunjukan ilistrasi baling- baling yang

dibuat. Skematik sensor ditunjukan pada Gambar 3.8.(b).

Ketika anemometer tertiup oleh angin, maka baling- baling/ mangkok yang terdapat

pada anemometer. Semakin besar angin maka akan semakin cepat pula putaran yang


36

dihasilkan oleh mangkok. Dari jumlah putaran dalam satuan detik maka dapat diketahui

kecepatan anginnya.didalam anemometer akan ada optocoupler sebagai alat pencacahnya

yang akan menghitung kecepatan angin. Untuk proses pengolahan data keluaran maka

menggunakan tegangan TTL, dimana hanya ada logika “1” atau logika “0”. didalam

anemometer akan ada pencacah yaitu sebanyak 10 pencacah. Untuk mengetahui besar

kecepatan angin yang dihasilkan dengan menghitung melalui persamaan 2.7. untuk

konstruksi baling baling mangkuk mengacu pada Gambar 2.31.

Perhitungan panjang jari- jari yang ideal :

Diketahui :

Panjang a : 2 cm

Panjang b : 0,25 cm

Dengan persamaan 2.12, maka dapat dihitung, Cos 60° = 0,25 𝑐𝑚

𝑑

𝑑 = 0,25 𝑐𝑚

0,5 𝑐𝑚= 0,5 cm

Panjang e = 1,75 cm – 0,5 cm

= 1,25 cm

𝑡𝑔 60° = 𝑐

0,25 𝑐𝑚

(a) (b)

Gambar 3.8. (a) Anemometer mangkok (b) Skematik sensor Kecepatan Angin


37

c = 0,43 cm

dengan persamaan 2.32 maka dapat dihitung, 𝑐𝑜𝑠30° = 1,25 𝑐𝑚

𝑓

f = 1,44 cm

panjang r = panjang c + panjang f

= 0,43 cm + 1,44 cm = 1,9 cm (pembulatan )

Jadi panjang jari- jari anemometer yang ideal adalah 4 cm + 1,9 cm = 5,9 cm

Mangkuk anemometer dengan panjang jari- jari 5,9cm memiliki momen inersia yang

rendah. Dengan momen inersia yang rendah maka anemometer mangkuk ini akan mampu

berputar dan menghasilkan jumlah putaran yang paling banyak, lalu dengan panjang jari-

jari yang terlalu pendek diduga anemometer ini kurang sensitive terhadap kecepatan angin

lemah karena beratnya yang ringan sehingga dapat dikalahkan oleh gaya gesek.

3.2.6. Arduino Uno

Arduino uno merupakan papan mikrokontroler yang didalamnya sudah tersedia IC

ATmega328. Dimana pemakaian port pada Arduino uno ini banyak digunakan untuk

masukan dan juga keluaran baik itu untuk sensor maupun LCD.

Gambar.3.9. Tampak Atas Arduino Uno

Untuk tampak atas dari Arduino Uno Rev3 ditunjukan pada Gambar 3.9. dalam penelitian

semua port masukan dan keluaran ditunjukan pada Tabel 3.2.


38

Tabel 3.2. Pembagian port pada Arduino Uno Rev3

No. Nama masukan/keluaran Kaki yang digunakan Keterangan

1 Sensor Tegangan Analog 0 (A0) Sebagai masukan

2 Sensor Arus Analog 1 (A1) Sebagai masukan

3 Sensor Kompas Serial Clock (SCL) Sebagai masukan

Serial Data (SDA) Sebagai masukan

4 Sensor kec.Poros Pin 2 (2) Sebagai masukan

5 Sensor kec.Angin Pin 3 (3) Sebagai masukan

6 Real Time Clock (RTC) Analog 4 (A4) Sebagai Serial Data

Analog 5 (A5) Sebagai Serial Clock

Pin 10 (10) Sebagai Chip select

7 LCD Pin 4 (4) Sebagai keluaran

Pin 5 (5) Sebagai keluaran





8 SD Card Pin 10 (10) Sebagai Chip select

Pin 11 (11) Sebagai MOSI

Pin 12 (12) Sebagai MISO

Pin 13 (13) Sebagai clock

9 Tombol Reset Sebagai tombol reset

Analog 2 Sebagai tombol stop

Analog 3 Sebagai tombol mulai

Dengan pembagian port seperti diatas diharapkan tidak akan terjadi tabrakan didalam

port itu sendiri, dikarenakan setiap port memiliki fungsi masing – masing untuk

menjalankan program yang ada.


39

3.2.7. Tombol

Tombol yang digunakan adalah jenis tombol tekan NO (Normally Open) dan

berhambatan pull up ,jadi ketika tombol ditekan maka akan berlogika nol (low), apabila

dilepas akan berlogika satu (high). Rangkaian reset eksternal, berfungsi untuk reset

mikrokontroler IC ATmega328 papan Arduino Uno Rev 3. Rangkaian reset yang dibentuk

berdasarkan schematic rangkaian papan Arduino Uno Rev3. Rangkaian reset terdiri dari

komponen resistor sebesar 10 KΩ, dioda tipe 1N4048, kapasitor sebesar 100nF dan pin

header untuk tombol tekan. Pin reset mikrokontroler adalah aktif rendah, sehingga transisi

dari tinggi ke rendah saat tombol reset ditekan akan menyebabkan reset mikrokontroler.

Berdasarkan datasheet ATmega328 Lebar pulsa minimum yang diperlukan untuk melakukan

reset adalah 2,5us. Resistor pull-up akan menjaga agar pin reset tidak berlogika rendah

secara tidak sengaja. Untuk melindungi pin reset dari derau, dapat menambahkan kapasitor

yang terhubung dengan pin reset dan ground. Untuk mengetahui besar kapasitor dengan

persamaan 2.10.

Rangkaian reset ekternal ditunjukan pada Gambar 3.10. dan rangkaian tombol tekan

start dan stop ditunjukan pada Gambar 3.11. (a) dan (b).

2,5uS = 1

2∗ 𝜋 ∗10∗103∗𝑐

c = 1

2,5∗10−6∗2∗ 𝜋 ∗10∗103 = 6uF

Gambar 3.10. Rangkaian Reset Ekternal

Untuk rangkaian Start dan rangkain Stop menggunakan hambatan pull up. Dimana

berdasarkan rekomendasi datasheet ATmega328 maka menggunakan resistor sebesar 22kΩ.


40

3.2.8. Format Paket Data

Penyimpanan data pengukuran dari kelima sensor ditetapkan dengan menyimpankan

sejumlah karakter dalam paket data yang disimpan sebanyak 56 karakter dalam setiap 10

detiknya. dan setiap data berjumlah 56 karakter. Format paket data yang digunakan adalah

berektensi .text dimana suatu format data dalam basis data dimana setiap penyimpanan

dipisahkan dengan koma (,) atau titik koma (;) dan format ini dapat dibuka didalam

MS.Word ataupun Notepad/wordpad. Karakter yang disimpan diawali dengan karakter “*”,

dan diakhiri dengan karakter “#” dan setiap karakter dipisahkan dengan karakter “,”, data

pengukuran yang dikirimkan adalah tanggal, jam, tegangan, arus, kecepatan poros,

kecepatan angin, dan arah angin. Berikut format data di dalam paket data:

*,zzzz,dd-mm-yyyy,HH:MM:SS,aaaaa,bbbbb,ccccc,dddd,eeeee#

Dari format data tersebut dapat dijelaskan pada Tabel 3.3

Tabel 3.3. Format Paket Data

Jumlah

rekam Tanggal Jam

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Arah angin

(Deg)

K. Angin

(m/s)

K.poros

(rpm)

Jumlah

Karakter 4 10 8 5 5 6 5 3

(a) (b)

Gambar 3.11. (a) Rangkaian Start , (b) Rangkaian Stop


41

3.3. LCD ( Liquid Cell Display)

LCD yang digunakan pada perancangan ini adalah LCD character 16x2 yang berfungsi

untuk menampilkan data setiap sensor. Berdasarkan datasheet tegangan kontras (pin VO)

maksimum LCD adalah 5 volt, sehingga digunakan sebuah dioda untuk membatasi tegangan

pada pin ini. Rangkaian LCD character 16x2 ditunjukan pada gambar 3.12.

Gambar 3.12. Rangkaian LCD character 16x2

3.4. Skema Pemasangan

Gambar 3.13 menunjukan skematika alur pemasangan data logger dengan power

supply dan juga beban yang terpasang. Fuse digunakan untuk memberikan pengamanan bila

tegangan generator melebihi dengan kapsitas yang ada di dalam data logger. Bila tegangan

dari generator melebihi kapasitas maka fuse akan putus dan tegangan tidak akan masuk

kedalam data logger. Besaran Fuse yang dipakai harus dibawah arus data logger. Dioda

digunakan untuk mengamankan arus balik dari beban. Untuk tegangan supply data logger

adalah aki sebesar 12 volt.

3.5. Diagram Alir Utama Data Logger

Pada Gambar 3.14 menunjukan diagram alir keseluruhan proses dari data logger.

3.5.1. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Tegangan dan Arus

Gambar 3.15. menunjukan diagram alir untuk proses pengolahan data tegangan dan

arus. Untuk melakukan pengukuran tegangan harus mengkalibrasi antara sensor tegangan


42

dengan voltmeter. Besar nilai 0,005 merupakan contoh pembagi untuk mendekati dengan

nilai yang terdapat pada voltmeter. Lalu untuk besar nilai 488,76 adalah contoh nilai

pengurang dikarenakan nilai maksimum adalah 1024.

3.5.2. Diagram Alir Subrutin Pengolahan data Kecepatan Kincir dan

Kecepatan Angin

Dalam diagram alir pengolahan data kecepatan kincir dan kecepatan angin tidak ada

jumlah sampling dikarenakan untuk melakukan proses tersebut membutuhkan waktu proses.

Perioda diisi dengan besaran waktu yang dibutuhkan untuk tampilan ke dalam LCD.dimana

perioda minimal adalah satu menit. Untuk masukan dari kecepatan kincir dengan masukan

dari kecepatan angin berbeda. Dimana masukan untuk kecepatan poros kincir menggunakan

perubahan pulsa interupsi ketika naik saja, tetapi untuk masukan kecepatan angin

menggunakan setiap perubahan dari pulsa interupsi (ketika pulsa naik dan ketika pulsa

turun). Diagram ditunjukan pada Gambar 3.16

3.5.3. Diagram Alir Subrutin Kompas

Untuk kompas harus memasukan besar sudut deklinasi area yang akan dipasangi

kompas. Memasukan sudut harus masuk terlebiih dahulu dalam programnya. Data sampling

yang digunakan adalah 100 data. Gambar 3.17 menunjukan diagram alir dari proses

pengolahan data kompas

3.5.4. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan data

Proses penyimpanan menunggu sebanyak 5 data yang berasal dari tegangan, arus,

kompas,kecepatan angin, kecepatan poros kincir komplit, jika tidak komplit dalam satu

paket maka dikatakan data rusak dan tidak akan menyimpan dalam SDCard. Gambar 3.19

menunjukan diagram alir proses penyimpanan data.


43

3.6 Desain Boks Data Logger

Pada perancangan boks untuk tempat data logger, bahan yang digunakan adalah

plastik yang cukup tebal. Boks ini diharapkan tertutup rapat dikarenakan untuk mencegah

debu atau kotoran masuk ke dalam boks. Boks yang didesain adalah 18cm x 6,5cm x 11,5cm.

Desain boks data logger ditunjukan pada gambar 3.19.a,b,c.

DATA LOGGER

G+ L+ G-/L- - Power Supply

F

U

S

E

AKI 12V

(power suplly)

Aki

-

Aki

+

TERMINAL BLOCK

text

text

text

text

- +

GENERATOR

DCBEBAN

OUT GEN +

OUT GEN -

BEBAN +

BEBAN –

5V 3.3V GNDPORO

S

ANGI

NSDA SCL TX RX

POROS5V GND DATA

ANGIN5V GND DATA

KOMPAS3.3V SDA SCL GND

XBEE

RX

TX

Gambar 3.13. Skematik Pemasangan Data logger beserta peralatan pendukungnya


44

Mulai

Inisialisasi waktu

sampling 10detik

Inisialisasi port

masukan

Inisialisasi nilai awal

v=0;i=0;poros=0;angin=0

Pewaktuan : jam,menit,detik,hari,

bulan, tahun

Start

ditekan?

Pengolahan data

kec.poros dan

kec.angin

Pengolahan data

tegangan dan

arus

Pengolahan data

kompas

Penyimpanan

data

Stop

ditekan

selesai

ya

tidak

ya

tidak

Gambar 3.14. Diagram Alir utama dari data logger


45

Mulai

Baca tegangan

Baca arus

a=100?

Tampilkan LCD dan

simpan data

Selesai

Hitung rata-rata tegangan dan arus ke a

a+1

ya

tidak

Gambar 3.15. Diagram Alir subrutin pengolahan data Tegangan dan Arus

Gambar 3.16. Diagram Alir Pengolahan data Kecepatan Kincir dan Kecepatan Angin


46

Mulai

Inisialisasi sudut

deklinasi dan

sudut heading

Baca sudut deklinasi

b=100?

Tampil LCD dan

simpan data

Selesai

ya

Rata-rata kompas ke b

b+1

ya

tidak

Gambar 3.17. Diagram Alir Subrutin Pengolahan data Kompas

a. b.

c.

Gambar 3.18. a. boks tampak atas b. boks tampak belakang c.boks tampak samping


47

Mulai

Baca jam, menit,

detik,hari, bulan,

tahun

Baca rata- rata

tegangan

Baca rata – rata

arus

Baca rata – rata

kecepatan kincir

Baca rata – rata

kecepatan angin

Baca rata – rata

kompas

Simpan data dengan format

*dd-mm-

yyyy,hh:mm:ss,aaaa,bbbb,cccc,dddd,eeee#

selesai

Gambar 3.19. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan data


48

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan membahas tentang implemetasi dari perancangan pada bab 3,

pembahasan perbagian hardware, hasil pengujian rangkaian, hasi pengambilan data,

pembahasan mengenai data yang diperoleh, pembahasan tentang program yang digunakan

di Arduino uno,dan analisis dari hasil pengujian sistem yang telah dilakukan. Pengujian

sistem dilakukan untuk mengetahui kinerja dari kesuluruhan sistem yang telah dirancang.

Berdasarkan data-data yang diperoleh maka dapat dilakukan analisis terhadap proses kinerja

alat yang kemudian dapat digunakan untuk menarik kesimpulan akhir.

4.1. Bentuk Fisik Data logger dan Hardware Elektronik

4.1.1. Bentuk Fisik Data logger

Bentuk fisik dari Data logger secara keseluruhan ditunjukan pada Gambar 4.1

sampai dengan Gambar 4.2. bentuk fisik Data logger ini terdiri dari 1 box yang bertujuan

untuk melindungi dan merapikan rangkaian eleketronik yang terdapat didalamnya. selain itu

juga ada bentuk fisik sebagai pendukung sensor yang akan digunakan seperti sensor

kecepatan angin (Anemometer) yang akan ditunjukan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.1. Kotak Sistem tampak atas Gambar 4.2. Kotak sistem tampak samping


49

Gambar 4.3. sensor kecepatan angin(anemometer)

Subrangkaian elektronik Rangkaian seperti rangkaian regulator tegangan, rangkaian

pengondisi sinyal untuk sensor arus, rangkaian pembagi tegangan, rangkaian reset eksternal,

rangkaian LCD karakter dan port untuk masukan aruino uno secara keseluruhan dalam satu

pcb ditunjukan pada Gambar 4.4

4.1.1.1. Rangkaian Catu Daya DC

Rangkian catu daya ditunjukan pada Gambar4.4.(b). Pengujian rangkian catu daya

DC dilakukan dengan memberikan sumber tegangan dari accumulator 12volt / 7,2 Ah

dengan tegangan keluaran accumulator terukur 12,26 volt. Tegangan tersebut dikurangi

dengan teganagn dioda 1N4004 yang aktif sebesar 0,7 volt, tegangan keluaran rangkaian

akan digunakan untuk mensuplai papan Arduino Uno Rev3 yang membutuhkan tegangan

masukan antara 7 – 12 volt untuk dapat bekerja. Selain itu tegangan accumulator tersebut

akan di turunkan tegangannya menjadi 5 volt sebagai suplai tegangan pada rangkaian

pengondisi sinyal, rangkaian LCD karakter, sensor kecepatan angin dan sensor kecepatan

poros. Hal ini menunjukan rangkaian catu daya DC dapat bekerja dengan baik.

4.1.1.2. Rangkaian Pembagi Tegangan

Rangkaian pembagi tegangan ditunjukan pada Gambar 4.4.(c). Pengujian rangkaian

pembagi tegangan dilakukan dengan memberikan tegangan masukan yang berasal dari

generator AC yang telah disearahkan dengan dioda bridge. Tegangan maksimal yang

dirancang adalah 60 volt dari tegangan generator AC dengan tegangan maksimal keluaran


50

yang dihasilkan dari rangkaian pembagi tegangan adalah 3,21 volt. Hal ini menunjukan

rangkaian pembagi tegangan dapat bekerja dengan baik.

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Gambar 4.4.(a). Rangkaian Sistem Data logger, (b). Rangkaian Catu Daya DC, (c).

Rangkaian Pembagi Tegangan, (d). Rangkaian Pengondisi sinyal.(e). Rangkaian Reset

Ekternal (f). Rangkaian LCD karakter

4.1.1.3. Rangkaian Pengondisi Sinyal

Rangakaian pengondisi sinyal ditunjukan pada Gambar 4.4.(d). pengujian rangkaian

ini yaitu dengan mensuplai tegangan ke IC LM35 dengan tegangan regulator sebesar 5 volt.

Yang sebelumnya pada IC LM35 juga diberi tegangan referensi sebesar 2 volt, lalu hasil

pengukuran tegangan keluaran pada IC LM35 yaitu sebesar 0,78 volt, dimana diperancangan


51

tegangan keluaran pada IC LM35 adalah 100 milivolt, hal ini menunjukan bahwa rangkaian

pengondisi siyal tidak bekerja dengan baik meskipun sudah diganti beberapa IC LM35 yang

berbeda produkan.

4.1.1.4. Rangkaian Reset Eksternal dan LCD Karakter

Rangkaian reset eksternal ditunjukan pada Gambar 4.4.(e). pengujian rangkaian ini

dilakukan dengan terlebih dahulu mengaktifkan sistem data logger. Keluaran tegangan dari

rangkaian reset eksternal adalah 4,7 volt (logika tinggi). Pada saat tombol reset ditekan

keluaran tegangan menjadi 0,2 volt (logika rendah). Transisi dari logika tinggi ke rendah

inilah yang menyebabkan mikrokontroler reset. Untuk rangkaian LCD karakter ditunjukan

pada gambar 4.4.(f) dalam pengujiannya dilakukan pemrograma pada kaki Arduino Uno

yang diperuntukan untuk LCD tersebut telah itu dipasang kan dan muncul karekter sesuai

yang diinginkan. Hal ini menunjukan rangkaian reset dan rangkaian LCD karakter dapat

bekerja dengan baik.

4.2. Pengujian Alat

Pada pengujian alat akan diuji kebenaran setiap sensor, baik itu masing- masing

sensor maupun secara bersamaan dengan alat yang memiliki fungsi yang sama yang telah

dimiliki oleh laboratorium guna mengetahui galat yang terjadi, dimana diharapkan tingkat

galat ≤5% dengan kata lain tingkat keberhasilan ≥95% dan sensitivity error ≤5%.

Perbandingan semua sensor akan dibandingkan dengan data yang telah tersimpan pada SD

Card. Pengujian alat ini dilakukan di Laboratorium Teknik Tenaga Listrik Teknik Elektro

4.2.1. Sensor Tegangan

Pengujian sensor tegangan dilakukan dengan tegangan masukan yang berasal dari

Generator AC yang digerakan oleh motor 3 fasa yang telah disearahkan oleh jembatan dioda

sebagai ganti dari generator AC yang digerakan oleh angin. Pengkalibrasian dan hasil dari

sensor tegangan akan dibandingkan dengan voltmeter merk yokogawa type 2051 class 1.0.

yang ditunjukan pada Gambar 4.5. Perbandingan antara hasil sensor tegangan data logger

dengan voltmeter ditunjukan pada Gambar 4.7 dan Tabel lampiran 1.

Pada Gambar 4.7 terlihat bahwa grafik perbandingannya telah linier yang ditunjukan

dengan R2=0,9998. Dimana R2 sering disebut dengan koefisien determinasi yang berfungsi

untuk mengukur kebaikan suai (goodness of fit) dari persamaan liniernya. Dimana semakin


52

nilai R2 mendekati 1 maka semakin linier pula hasil yang diperoleh dan semakin mendekati

dengan nilai yang diharapkan. Dari persamaan linier y = 0,9976x + 0,0165 Dimana m adalah

gradien dari grafik yaitu m=0,9976,dengan persamaan 2.16. maka dapat dihitung sensitivity

error nya adalah (1 – 0,9976)*100% = 0,24%. Dengan sensitivity error = 0,24%, berarti

sangat kecil eror yang dihasilkan tegangan dari data loger terhadap voltmeter sebagai alat

ukur pembandingnya. Dengan menggunakan persamaan 2.15, diambil contoh ketika

tegangan pada voltmeter terukur 3,44 volt dan yang terukur dan pada data logger adalah 3,59

volt dengan mengunakan persamaan 2.15 MAPE =|3,446−3,59

3,44∗ 100%| = 4,36%. Pada

Tabel lampiran 1 terlihat bahwa Pengujian ini dilakukan dari tegangan 3,44 volt sampai

dengan 60 volt dan setiap volt diambil 10 kali data, dengan contoh perhitungan MAPE

diperoleh galat rata-rata sebesar 0,7% ,dapat dilihat tingkat keberhasilan sensor tegangan

pada data logger ini sebesar 100% - 0,7% = 99,3%. Tegangan yang dihasilkan sensor

tegangan dari data logger kadang masih fluktuatif itu dikarenakan kurang halusnya

penyearah yang dihasilkan dari jembatan dioda jadi tegangan keluaran dari generator yang

disearahkan masih ada ripple tegangannnya. Dengan tingkat keberhasilan 99,3% telah

sesuai dengan yang diharapkan dimana standar yag digunakan tingkat keberhasilan ≥95%.

Gambar 4.5. Voltmeter Gambar 4.6. Amperemeter

Gambar 4.7. Grafik perbandingan tegangan voltmeter dengan data logger

y = 0,9976x + 0,0165

R² = 0,9998

0

20

40

60

80

0 10 20 30 40 50 60 70

dat

a lo

gger

(vo

lt)

voltmeter (volt)

TEGANGAN (VOLT)

tegangan(volt)

Linear(tegangan(volt))


53

4.2.2. Sensor Arus

Dengan menggunakan modul sensor arus hall effect WCS1800 tinggal

menambahkan pengondisi sinyal. Pengujian sensor arus dilakukan dengan memasukan kabel

yang telah dilewati tegangan yang berasal dari jembatan dioda melalui lubang dari modul

sensor arus tersebut. Lalu kabel yang telah dilewati tegangan akan diserikan dengan beban

lampu sebesar 12 volt/21 watt yang ditunjukan pada Gambar 4.10. Pengkalibrasian dan hasil

sensor arus dari data logger akan dibandingkan dengan amperemeter merk Sanwa type

CD771 yang ditunjukan pada Gambar 4.6. Hasil perbandingan antara sensor arus dari data

logger dengan amperemeter ditunjukan pada Gambar 4.8 dan Tabel lampiran 2.

Berdasarkan Gambar 4.8 terlihat grafik linier yang berarti arus data logger mendekati

arus dari amperemeter dan ditunjukan juga dengan R2= 0,999 yang sangat mendekati nilai

1. Selain itu juga dapat diketahui besar sensitivity error nya dari persamaan y = 0,9714x -

0,021. Dengan persamaan 2.16, maka sensitivity error = (1 – 0,9714)*100% = 2,86%,

dengan sensitivity error yang kecil menandakan eror antara arus data logger dengan arus

amperemeter juga kecil. Gambar 4.8 menunjukan pula bahwa mulai percobaan arus dimulai

dari 0 ampere sampai dengan 11,98 ampere yang sebelumnya target arus yang dicapai

sampai dengan 25 ampere. Dengan persamaan 2.15 maka dapat dihitung galat yang terjadi

pada Gambar 4.9 tersebut. Diambil contoh pada Tabel lampiran 2 ketika arus yang terukur

pada data logger sebesar 3,9 ampere sedangkan yeng terukur pada amperemeter sebesar 4,03

ampere. Maka MAPE =|4,03−3,9

4,03∗ 100%| = 3,22%. Seperti halnya dengan sensor tegangan

sensor arus juga diambil data 10 data setiap perubahan setiap amperenya. Dari perhitungan

MAPE berdasarkan Tabel lampiran 2 dihitung rata-rata galatnya sebesar 3,71%. Dengan

begitu dapat dihitung tingkat keberhasilan sensor arus data logger ini sebesar 100% - 3,71%

= 96,78% . ini dikatakan sesuai dikarenakan tingkat keberhasilan ≥95%.

Gambar 4.8. Grafik perbandingan arus data logger dengan amperemeter


54

4.2.3. Sensor Kompas

Dengan menggunakan modul sensor kompas DT- Sense 3 Axis Compass yang telah

terkoneksi dengan Arduino Uno, maka tidak terlalu banyak kendala yang dihadapi.

Pengujian sensor kompas dari data logger dengan cara mengarahkan titik nol yaitu sudut dari

sensor kompas kearah 0º. Pengkalibrasian dan hasil sensor kompas akan dibandingkan

dengan aplikasi kompas yang ada didalam smartphone. Hasil perbandingan sensor kompas

dari data logger dengan sensor pada aplikasi smartpone ditunjukan Pada gambar 4.9 dan

Table lampiran 5.

Pada Gambar 4.9 terlihat bahwa grafik linier dengan ditunjukan pula R2= 0,9993

yang mendekati nilai 1 yang menandakan bahwa nilai kompas data logger dengan kompas

smartphone hampir sama. Selain itu juga dapat menghitung sensitivity error. Sama halnya

pembahasan yang sebelumnya sensitivity error dihitung dengan persamaan 2.16 dimana

persamaan yang terjadi adalah y = 0,9939x + 0,9695. Jadi besar sensitivity error = (1 -

0,9939)*100% = 0,61%. Dengan sensitivity error dibawah 5% seperti yang diharapkan

berarti eror yang dihasilkan kompas data logger terhadap kompas aplikasi smartphone sangat

kecil. Pada Gambar 4.9 menunjukan pula bahwa percobaan ini dilakukan setiap perubahan

1 derajatnya berarti mulai dari 0 º sampai dengan 360º. Dengan setiap perubahan derajat

diambil 10 data. Dengan persamaan 2.15 maka dapat didapatkan galat, diambil contoh pada

Tabel lampiran 5 ketika kompas data logger 62,7º sedangkan pada aplikasi android

menunjukan 60 º maka dapat dihitung MAPE sebesar MAPE =|60−62,7

60∗ 100%| = 4,5%.

Dilihat dari data yang didapatkan yang ditunjukan Tabel lampiran 5 maka hasil antara sensor

kompas dari data logger dengan kompas pada aplikasi smartphone rata-rata galat sebesar

1,9%. Dengan begitu sensor kompas ini memiliki tingkat keberhasilan sebesar 100% - 1,9%

= 98,1%. Terjadinya galat dikarenakan tidak terlalu presisi dalam memutar ekor pada sensor

kompas nya. Ekor kompas dari data logger akan ditunjukan pada Gambar 4.11. Dengan

tingkat keberhasilan 98,1% maka dikatakan sesuai dengan yang diharapkan.


55

Gambar 4.9. Grafik berbandingan antara kompas data logger dengan kompas

android

Gambar 4.10.lampu beban Gambar 4.11. Ekor kompas

4.2.4. Sensor Kecepatan Angin

Menggunakan modul DI-Rev1 dan persamaan 2.7. Pengujian alat ini dengan cara

memberikan angin yang dihasilkan dari kipas angin dengan mengatur jaraknya mulai dari

jarak yang paling dekat dengan kipas angin sampai dengan jarak yang relatif jauh.

Pengkalibrasian dan membandingkan hasil sensor kecepatan angin dengan menggunakan

anemometer dengan merk krisbow series KW06-562 yang akan ditujukan pada Gambar 4.13.

hasil perbandingan antara sensor kecepatan angin dari data logger dengan anemometer

krisbow ditunjukan pada Gambar 4.12 dan Tabel lampiran 3.

Berdasarkan data pada Gambar 4.12 terlihat bahwa pengambilan data diambil 5 kali

percobaan dan setiap perubahan percobaan tersimpan 10 data. Pada Gambar 4.12 terlihat

linier dengan ditunjukan juga besar R2 = 0,9946 yang telah mendekati nilai 1. Dengan

persamaan linier yang diperoleh dari grafik y = 0,6782x + 0,6689. dapat dihitung besar


56

sensitivity error. seperti pembahasan sebelumnya rumus persamaan 2.16 jadi besar

sensitivity error kecepatan angin adalah = (1 – 0,6782)*100% = 32,18%. Dengan sensitivity

error yang melebihi standar yang diinginkan menandakan bahwa adanya eror yang cukup

besar antara anemometer data loger terhadap anemometer pembandingnya. ini dikarenakan

perbandingan untuk pengkalibrasi dengan yang dipakai adalah berbeda dimana data logger

menggunakan 3 mangkuk sedangkan untuk anemometer sebagai referensi menggunakan

yang digital bukan yang 3 mangkuk juga. Selain itu juga karena adanya anomali udara yang

berubah ubah. Dari Gambar 4.12 maupun Tabel lampiran 3 juga dapat dihitung galat

nya,contoh Tabel lampiran 3,ketika anemometer data logger menunjukan 2,1 m/s sedangkan

pada anemometer menunjukan 1,87 m/s dengan persamaan 2.15 maka dapat dihitung MAPE

sebesar MAPE =|1,87−2,1

1,87∗ 100%| = 12,3%. Dari data yang diperoleh yang telah

ditunjukan pada Tabel lampiran 3 menunjukan rata-rata galat sebesar 20,3%, terlihat tingkat

keberhasilan anemometer data logger sebesar 100% - 20,3% = 79,7%. Ini dikarenakan proses

pengkalibrasian yang tidak akurat, selain itu juga anemometer yang digunakan untuk

mengkalibrasi nilainya selalu berubah – ubah dan tidak stabil, ini bisa dikarenakan karena

kecepatan angin tidak bisa diprediksi. Dengan tingkat keberhasilan 79,7% dapat dikatakan

dibawah standar yang telah dikehendaki yaitu ≥95%

Gambar 4.12. Grafik perbandingan antara anemometer data logger dengan anemometer


57

Gambar 4.13. Anemometer

4.2.5. Sensor Kecepatan Poros

Dengan menggunakan modul sensor line tracking dimana gambar rangkaian telah

ditunjukan pada Gambar 3.8. Pengujian sensor kecepatan poros dilakukan dengan cara

meletakan sensor ini dekat dengan poros generator AC yang sebelumnya poros sudah

ditempel dengan stiker hitam putih sebanyak 15 strip. Pengkalibrasian dan hasil data sensor

kecepatan poros dari data logger akan dibandingkan tachometer merk krisbow series KW06-

302. Data hasil perbandingan antara sensor kecepatan poros dari data logger dengan

tachometer ditunjukan pada Gambar 4.14 dan juga ditunjukan pada Tabel lampiran 4.

Pada Gambar 4.14 terlihat grafik telah linier yang ditunjukan pula besar R2 = 0,9993

yang mendekati nialai 1 itu menandakan bahwa nilai kecepatan poros dari data logger cukup

mendekati nilai kecepatan poros pada tachometer. Selain itu juga dapat dihitung pula besar

sensitivity error dengan menggunakan persamaan 2.16. Dengan persamaan linier yang

diperoleh dari grafik yaitu y = 0,942x - 0,1351. Jadi besar sensitivity error = (1 –

0,942)*100% = 5,8%. Dengan sensitivity error yang melebihi standar yang diinginkan ini

menandakan adanya eror yang cukup kecil antara kecepatan data loggr terhadap tachometer

sebagai alat ukur pembandingnya.Pada Gambara 4.14 juga menunjukan bahwa ada

pengambilan data sebanyak 11 kali percobaan dimana setiap percoban akan tersimpan di SC

Card 10 data. Pada Gambar 4.14 ini terlihat bahwa hasil yang didapat adalah linier sesuai

dengan yang diharapkan. Dengan menggunakan Gambar 4.14 maka dapat kita hitung pula

galat yang terjadi. Diambil contoh pengambilan data kecepatan poros ini ketika tachometer

data logger menunjukan 44 rpm sedangkan pada tachometer menunjukan 45,5 rmp, dengan

persamaan 2.15 maka MAPE sebesar MAPE =|45,5−44

45,5∗ 100%| = 3,29%. Data hasil

percobaan yang tersimpan di SD Card yang ditunjukan pada Tabel lampiran 4 maupun

Gambar 4.14 menunjukan adanya rata-rata galat sebesar 5,9%. Tingkat keberhasilan


58

tachometer data logger sebesar 100% - 5,9% = 94,1% Ini dikarenakan keterbatasan alat yang

dipakai yaitu menggunakan optocoupler yang rentan ketika adanya cahaya yang berlebih

atau terlalu terang.

Gambar 4.14. Grafik perbandingan antara kecepatan poros data logger dengan

Tachometer

4.2.6. Pengujian RTC dan SD Card

Dengan menggunakan modul RTC dan SD Card yang telah compatible dengan

Arduino uno yang ditunjukan pada Gambar 4.10. Pengujian RTC dan SD Card dengan cara

memprogram ke dalam modul tersebut, selanjutkan pengecekan tanggal dan jam dengan

waktu yang sesuai seperti pewaktuan pada laptop. Lalu untuk pengecekan penyimpanan di

dalam SD card yaitu dengan cara memasukan program dimana program tersebut berisi

proses penyimpanan data yang berekstensi text. Pada Gambar 4.15 menunjukan bahwa

pewaktuan dan proses penyimpanan berhasil bekerja dengan baik. Untuk format

penyimpanan ditunjukan pada tabel 3.3 dimana memiliki format :

*,zzzz,dd-mm-yyyy,HH:MM;SS,aaaa,bbbb,cccccc,dddd,eee,#

Keterangan :

zzzz adalah banyak rekam setiap 10 detik,maksimal 8640 data

aaaa adalah nilai sensor tegangan dimana total ada 4 digit yang 1 dibelakang koma

bbbb adalah nilai sensor arus dimana total ada 4 digit yang 1 dibelakang koma

ccccc adalah nilai kompas dimana total ada 6 digit yang 2 dibelakang koma

dddd adalah nilai kec.angin dimana total ada 4 digit yang 2 dibelakang koma

y = 0,942x - 0,1351R² = 0,9993

0

50

100

150

200

250

300

350

0 100 200 300 400Kec

epat

an p

oro

s (

dat

a lo

gger

)[rp

m]

Kecepatan poros(tachometer)[rpm]

KECEPATAN POROS (RPM)

sens.kec.poros

Linear(sens.kec.poros)


59

eee adalah nilai kec. Poros dimana ada 3 digit tanpa ada koma dibelangnya

Gambar 4.15. contoh pengambilan data

4.2.7. Pengujian Keseluruhan

Pada pengujian keseluruhan ini yang dimaksud adalah pengujian kelima sensor

secara bersamaan dan juga proses penyimpanan ke dalam SD Card. Pada Gambar 4.11

menunjukan keseluruhan program dapat berjalan dengan baik dan proses penyimpanan dapat

bekerja dengan baik pula. Yang menjadi kendala adalah keakurasian sensor arus yang masih

jauh dari sempurna, ini dikarenakan pengondisi sinyal untuk modul sensor arus yang tidak

dapat bekerja dengan baik selain itu juga proses pengolahan data sensor arus yang tidak

dapat bekerja dengan baik pula.

4.3. Pengujian dan Pembahasan Perangkat Lunak

Perangkat lunak atau program yang terdapat didalam Arduino Uno digunakan untuk

menunjang kinerja data logger ini. Dalam sistem ini terdapat beberapa program,diantaranya

adalah inisialisasi pin pada arduino sebagai input dan output, pengambilan data, pengolahan

data, penyimpanan data ke SD Card ,dan menampilkan ke LCD. Alur sistem keseluruhan

ini mengacu pada Gambar 3.11


60

4.3.1. Inisialisasi I/O

Inisialisasi input output bertujuan supaya komponen yang terpasang pada Arduino

Uno dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan konfigurasi yang telah ditentukan. Pada

Gambar 4.12 menunjukan inisialisasi port yang akan dipakai untuk masukan dari kelima

sensor. Selain ada kelima sensor juga ada port untuk tombol start dan stop.

Gambar 4.16. Inisialisasi I/O

Pada Gambar 4.12 menunjukan bahwa inisialisasi pada Arduino Uno menggunakan

#define dan penamaan port nya, seperti port untuk tegangan diberi nama pintegangan pada

kaki Analog 0 (A0), yang berbeda pada inisialisasi diatas adalah untuk inisialisasi kompas

yang menggunakan komunikasi I2C, jadi pada inisialisasi kompas menggunakan

HMC5883L compass. Selain itu juga ada inisialisasi untuk RTC, LCD 16x2, dan SD Card.

Inisialisasi untuk RTC dengan cara RTC_DS1303 rtc, lalu untuk inisialisasi LCD 16x2

dengan cara LiquidCrystal lcd(4,5,6,7,8,9) angka pada inisialisasi LCD adalah kaki yang

akan dipakai untuk LCD berkomunikasi dengan Arduino Uno. Lalu untuk inisialisasi SD

Card dengan cara File myFile.

4.3.2. Pensamplingan Data

Pada pensamplingan untuk sensor tegangan, arus dan kompas dilakukan setiap 0,04

detik. Sedangkan untuk sensor kecepatan poros dan sensor kecepatan angin setiap 1 detik.

Pada sistem data logger ini menggunakan Timer 1 yang telah ada. Dengan persamaan 2.14

dan waktu tunda yang telah ditentukan maka besar TCNT1 adalah 63036.


61

4.3.3. Pengolahan Data

Setelah melakukan proses pensamplingan proses yang akan dilakukan adalah

penjumlahan dari sensor tegangan, sensor arus dan sensor kompas. Untuk sensor kecepatan

angin dan sensor kecepatan poros tidak dilakukan proses penjumlahan dikarenakan untuk

kedua sensor memang memerlukan waktu untuk sekali proses pengambilan data yaitu

selama 1 detik. Proses penjumlahan ketiga sensor tersebut dilakukan dalam rentang waktu

0,4 detik . Jadi bila dihitung ada 10 data sampling, dengan gambaran 0,4/0,04 = 10. Pada

setiap 0,4 detik akan dilakukan pembagian yaitu setelah proses penjumlahan selama 0,4 detik

akan dibagi dengan 10.

4.3.4. Penyimpanan Data

Pada proses penyimpanan data akan dilakukan setiap 10 detik. Jadi selama rentang

waktu 10 detik akan dilakukan proses pensamplingan setiap 0,04 detik lalu dilanjutkan

penjumlahan dan pembagian dalam rentang waktu 0,4 detik, setelah itu pada 10 detik kelima

sensor akan tersimpan ke dalam SD Card. Untuk sensor kecepatan angin dan sensor

kecepatan poros tanpa melalui proses penjumlahan dan pembagian seperti sensor tegangan,

arus dan kompas. Untuk mengetahui besar memori yang digunakan untuk sehari 24 jam

penyimpanan adalah sebagai berikut : untuk setiap penyimpanan ada 56 karakter yang akan

tersimpan setiap 10 detiknya, 1 karakter = 1 byte, jadi 56 x 1byte = 56 byte.

1 hari = 24 jam x 60 menit x 60 detik

1 hari = 24 jam x 60 menit x 6 data

1 hari = 24 jam x 60 menit x (6x 56 byte) = 483840 byte atau 483,8 Kilobyte

Lalu yang dipakai saat ini menggunakan memori sebesar 8 Gigabyte. jadi bisa kurang lebih

8∗106 𝐾𝐵

483,8 𝐾𝐵= 166535,7 ℎ𝑎𝑟𝑖

Jadi dalam 1 hari menghabiskan 483,8 Kilobyte.

4.3.5. Menampilkan ke LCD

Untuk memperlihatkan hasil proses dari setiap 0,4 detik tadi akan ditampilka ke LCD setiap 1

detiknya. Selain itu juga untuk mendeteksi proses pengolahan data berjalan dengan baik atau tidak,


62

Energi

Kompas

Tegangan

Arus

Arah angin

Kecepatan poros

Tanda proses

akan ditampilkan juga tanda “-” dan “|” secara bergantian di LCDnya. Pada Gambar 4.13 menunjukan

contoh tampilan ketika data logger ini bekerja.

Gambar 4.13. Contoh tampilan LCD ketika sistem bekerja

Gambar 4.17. Tata letak dan tampilan pada LCD 16x2

Supaya data yang telah terproses di Arduino Uno bisa tertampil sepenuhnya didalam LCD 16x2 maka

dibuatlah alokasi penulisan pada LCD 16x2 seperti berikut dan ditunjukan pada Gambar 4.13 :

v merupakan lambang tegangan dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang koma

i merupakan lambang arus dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang koma

e merupakan lambang energi dimana dialokasikan 5digit tanpa koma

k merupakan lambang kompas dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang koma

a merupakan lambang kecepatan angin dimana dialokasikan 4 digit 1 angka dibelakang

koma

p merupakan lambang kecepatan poros dimana dialokasikan 3 digit tanpa koma

|- merupakan indikasi bahwa telah terjadinya pemrosesan data di dalam Arduino Uno


63

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menjelaskan tentang penarikan kesimpulan berdasarkan implementasi sistem

dan data pengujian pada bab IV, dan beberapa saran yang dapat digunakan untuk

penegmbangan sistem selanjutnya.

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pengujian dan pengambilan data sistem

datalogger kincir angin propeller berbahan kayu ini adalah :

1. Data logger dapat bekerja dengan menggunakan Arduino Uno sebagai pengolah

datanya dan data berisi rekaman, tanggal, jam, tegangan, arus, arah angin kecepatan

angin dan kecepatan poros yang akan tersimpan dalam SD Card setiap 10 detiknya.

2. Tingkat keberhasilan sensor tegangan sebesar 99,3%, sensor arus sebesar 96,78%,

kompas sebesar 98,1%, sensor kecepatan angin 79,7% dan sensor kecepatan poros

sebesar 94,1%

5.2. Saran

Saran untuk pengembangan sistem data logger kincir angin propeller berbahan kayu

ini adalah :

1. Perlu adanya perbaikan untuk sensor kecepatan poros dimana dalam data logger

ini masih menggunakan optocoupler yang rentan terhadap cahaya.

2. Perlu dilakukan pengujian alat anemometer dengan alat ukur pembanding yang

hampir memiliki spesifikasi yang sama, dikarenakan pada pengujian alat

anemometer data logger ini menggunakan 3 manggkuk sebagai penagkap angin

nya, sedangkan alat ukur pembandingnya tidak menggunakan 3 mangkuk sebagai

penangkap anginnya.


64

DAFTAR PUSTAKA

[1] Pribadi, F., S., Ananta, H., 2011, PC Data Logger Berbasis Telemetri, vol. 3, no. 1,

hal 58- 59.

[2] Martanto,2014, DATA LOGGER ENERGI LISTRIK UNTUK PEMBANGKIT

LISTRIK TENAGA ANGIN, IbIKK TE USD

[3] ----, 2015, data Sheet WCS1800, Winson

[4] Boylestad, Robert L., 2009, Electronic devices and circuit theory, 10th ed. New Jersey,

Pearson Prentice Hall, Inc.

[5] ----, 2000, data Sheet LMx58, Texas Instrument

[6] ----, 2012, DT-Sense 3 Axis Compass, innovative electronic

[7] https://www.led-tech.de/en/3mm-LEDs_ DB-3.pdf, diakses 16 Desember 2015.

[8] Artanto Dian, 2012, Interaksi Arduino dan LABView, 1st ed, Elex Media Komputindo,

Jakarta

[9] ----, 2015, data Sheet DS1307, maxim integrated

[10] ----, 2013, data Sheet LM78XX, Texas Instrument

[11] Palupi Dian, 2006, Uji Karakteristik Dimensi Sensor (Jari- jari) dari Cup Counter

Anemometer, Departemen Geofisika dan Meterologi, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

[12] Myttenaere de Arnaud, Mean Absolute Precentage Error for Regression

Models,Centre de recherche en Informatique, Universite Paris 1 Pantheon.


https://www.led-tech.de/en/3mm-LEDs_

L0

LAMPIRAN


L1

LAMPIRAN

Tabel lampiran 1. Pengambilan data tegangan

tegangan sanwa CD771(volt) tegangan datalogger(volt) galat(%)

3,446 3,59 4,2

4,55 4,6 1,1

5,55 5,55 0

6,47 6,02 7,0

7,53 7,77 3,2

8,55 8,52 0,4

9,54 9,31 2,4

10,47 10,42 0,5

11,49 11,51 0,2

12,51 12,59 0,6

13,53 13,47 0,4

14,56 14,49 0,5

15,55 15,5 0,3

16,54 16,47 0,4

17,52 17,5 0,1

18,53 18,63 0,5

19,55 19,48 0,4

20,55 20,6 0,2

21,45 21,71 1,2

22,64 22,55 0,4

23,44 23,62 0,8

24,48 24,62 0,6

25,54 25,64 0,4

26,64 26,49 0,6

27,63 27,55 0,3

28,55 28,6 0,2

29,85 29,48 1,2

30,58 30,62 0,1

31,78 31,48 0,9

32,73 32,74 0,0

33,65 33,53 0,4

34,62 34,62 0

35,55 35,24 0,9

36,47 35,69 2,1

37,6 37,43 0,5

38,5 38,69 0,5

39,5 39,64 0,4

40,7 40,69 0,02


L2

41,5 41,73 0,6

42,6 42,54 0,1

43,6 43,47 0,3

44,5 44,17 0,7

45,5 45,36 0,3

46,6 46,58 0,04

47,8 47,58 0,5

48,6 48,56 0,08

49,7 49,54 0,3

50,5 50,45 0,1

51,4 51,61 0,4

52,5 52,72 0,4

53,6 53,61 0,02

54,4 54,71 0,6

55,7 55,47 0,4

56,7 56,24 0,8

57,6 57,3 0,5

58,5 58,6 0,2

60,2 59,6 1,0

galat rata-rata sensor tegangan : 0,7

Tabel lampiran 2. Pengambilan data arus

sensor arus (15-7-2016)

teg.pengondisi

sinyal sanwa(CD771)

sens.arus data

logger galat(%)

0,676 0 0 0

0,795 1 0,9 10

0,93 2,006 1,9 5,28

1,069 3,0057 3 0,19

1,197 4,03 3,9 3,23

1,331 5,07 4,9 3,35

1,453 6,02 5,8 3,65

1,584 7,05 6,8 3,55

1,713 8,07 7,9 2,11

1,83 8,99 8,7 3,23

1,973 10,1 9,7 3,96

2,1 11,3 10,7 5,31

2,2 11,98 11,9 0,67

rata-rata galat sens.arus data logger 3,71


L3

Tabel lampiran 3. Pengambilan data kecepatan angin (m/s)

sensor kec.angin(m/s)

krisbow(KW06-562) kecepatan angin galat(%)

1,11 1,4 26,1

1,14 1,45 27,2

1,23 1,52 23,6

1,82 1,9 4,4

1,87 2,1 12,3

rata-rata galat sens.kec.angin : 20,3

Tabel lampiran 4. Pengambilan data kecepatan poros (rpm)

sensor kec.poros(rpm)

Krisbow(KW06-302) s.kec.poros datalogger galat(%)

45,5 44 3,3

70,4 66 6,3

89,3 80 10,4

137 132 3,6

160 152 5,0

178 168 5,6

194 184 5,2

210 196 6,7

228 212 7,0

263 248 5,7

318 300 5,7

rata-rata galat sens.kec.poros : 5,9

Tabel lampiran 5. Pengambilan data kompas


L4

kompas

applikasi android HMC5883L galat(%)

0 1 0

10 11,3 13

20 21,5 7,5

30 32,2 7,3

40 41,8 4,5

50 48,7 2,6

60 62,7 4,5

70 70,2 0,3

80 82,7 3,4

90 88,3 1,9

100 101,7 1,7

110 108,2 1,6

120 115,3 3,9

130 134,7 3,6

140 138,3 1,2

150 149,8 0,1

160 159,6 0,3

170 169,9 0,1

180 179,2 0,4

190 189 0,5

200 199,2 0,4

210 211,5 0,7

220 221,7 0,8

230 230,1 0,0

240 239,8 0,1

250 249,6 0,2

260 256,7 1,3

270 271,22 0,5

280 280,6 0,2

290 287,3 0,9

300 294 2,0

310 308,3 0,5

320 324,9 1,5

330 335,7 1,7

340 341,4 0,4

350 348,4 0,5

360 357,3 0,7

rata-rata galat sens.kompas : 1,91742

Pengambilan data keseluruhan tertanggal 1 Juli 2016


L5


L6

Skematik Rangkaian Keseluruhan Datalogger


L7

Skematik Rangkaian Pengondisi Sinyal

Skematik Rangkaian Pembagi Tegangan


L8

Subrutin Pengolahan sensor tegangan dan sensor arus

Baca arus

Mulai

Baca tegangan

e=10?

Tampilkan LCD dan

simpan data

Selesai

Hitung jumlah yang tersampling

untuk tegangan dan arus ke d

Rata- rata yang

tersampling dari d ke

dalam e

ya

tidak


L9

Subrutin Pengolahan sensor kompas

Mulai

Inisialisasi sudut

deklinasi dan

sudut heading

Baca sudut deklinasi

e=10?

Tampil LCD dan

simpan data

Selesai

ya

Hitung jumlah yang

tersampling ke d

Rata- rata yang

tersampling dari d

ke e

ya

tidak


L10

Dokumentasi Alat


sistem data logger kincir angin propeler berbahan kayu · 2017-12-18 · sistem data logger...

Documents