Pengatur Kelembaban dan Suhu Kotak Kaca

¹Lika Yuliana S,² Nanda Yuli A,³ Tulus Hidayatul H, ⁴Samuel Beta K

¹Penulis, Mahasiswa Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang

⁴Dosen Pembimbing, Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang

Politeknik Negeri Semarang

Electronics Engineering State Polytechnic of Semarang 

Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang 

Jln. Prof. Sudarto S.H. 50275 INDONESIA

¹likayusa@gmail.com,²tulusitem10@gmail.com,³nandaakh@gmail.com

Intisari—Suhu udara yang tinggi mengakibatkan rendahnya kelembaban yang ada dalam suatu daerah. Untuk menurunkan suhu udara dibutuhkan air yang dapat mengontrol kelembaban udara, maka udara akan turun dan kelembaban akan naik. Dalam penulisan jurnal ini akan digunakan sensor suhu dan kelembaban yaitu DHT 11, dan sebagai masukannya akan digunakan selenoid valve yang berfungsi sebagai pengontrol jumlah air yang keluar secara otomatis yang akan dihubungkan dengan penyemprot sehingga suhu dapat terkendali sesuai program dan dijalankan pada modul arduino uno.

Kata kunci— arduino uno, kelembaban, selenoid valve, sensor suhu ,penyemprot, otomatis

Abstract— High temperatures resulted in low humidity in an area. To lower the temperature of water needed to control the humidity of the air, the air will drop and humidity will rise. In writing this journal will be used namely temperature and humidity sensors DHT 11, and will be used as input solenoid valve which serves as a control the amount of water that will come out automatically associated with spraying so that the temperature can be controlled according to program and run on the Arduino - Uno module.

Keywords— automatic, temperature and humidity sensor, solenoid valve, spryer, , arduino-uno

I.      pendahuluan

Suhu yang panas mengakibatkan turunnya kelembaban diudara hal tersebut akan berpengaruh pada kenyamanan manusia dalam beraktifitas. Maka dari itu untuk menyiasati adanya penurunan kelembaban serta kenaikan suhu udara maka kita akan membuat alat yang digunakan untuk menurunkan suhu udara yang dijalankan dengan penyemprotan air sehingga suhu dapat berada pada kelembaban dan suhu udara yang telah ditentukan dalam program. Dalam hal ini akan digunakan sensor DHT 11 sebagai pendeteksi kelembapan dan temperature dalam udara, serta solenoid valve sebagai pengendali air yang keluar untuk disemprotkan.

II.   Perumusan masalah

Berdasarkan latar belakang diatas akan akan ditentukan beberapa rumusan masalah yaitu

1.       Apakah alat yang digunakan untuk mengatur kelembapan dan temperature suhu udara?

2.       Apakah fungsi dari komponen tersebut?

3.       Bagaimana program yang digunakan untuk mengatur masukan dan keluaran?

4.       Bagaimana hasil yang didapatkan alat?

Adapun yang membatasi alat ini adalah

1.       Alat ini dapat berfungsi pada suhu tertentu sesuai dengan pengaturan awal

2.       Input yang dapat digunakan hanya 12 Volt

3.       Hanya menggunakan masukan sensor DHT 11 dan keluaran solenoid valve yang dihubungkan dengan penyemprot

III. Metodologi

Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah -  langkah pembuatan Proyek Arduino dapat didefinisikan sebagai berikut :

1.       Studi pustaka alat dan bahan

2.       Perancangan perangkat lunak dan program

3.       Implementasi program,

4.       Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras

5.       Analisa

6.       Laporan

A.      Tinjauan Pustaka

a)                                Arduino Uno

Arduino Uno adalah piranti mikrokontroler menggunakan ATmega328 , merupakan penerus Arduino Duemilanove. Arduino Uno memiliki 14 Pin input/output digital (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. 

(i)

Gambar (i) merupakan gambar Arduino Uno tampak dari depan, Arduino juga mempunyai compiler sendiri, bahasa pemrograman yang dipakai adalah C/C++ tetapi sudah menggunakan konsep pemrograman berbasis objek / OOP (Object Oriented Programing).

b)                                Selenoid Valve

Selenoid valve  (gambar i) adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan piston yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC, solenoid valve atau katup (valve) solenoida  mempunyai lubang keluaran, lubang masukan dan lubang exhaust, lubang masukan, berfungsi sebagai terminal / tempat cairan masuk atau supply, lalu lubang keluaran, berfungsi sebagai terminal atau tempat cairan keluar yang dihubungkan ke beban, sedangkan lubang exhaust, berfungsi sebagai saluran untuk mengeluarkan cairan yang terjebak saat piston bergerak atau pindah posisi ketika  solenoid valve bekerja.

(i)

c)       Sensor DHT 11

DHT11 adalah sensor Suhu dan Kelembaban, dia memiliki keluaran sinyal digital yang dikalibrasi dengan sensor suhu dan kelembaban yang kompleks.  Penampakan dari sensor DHT Seperti ditunjukan pada gambar (i) dan gambar (ii) gambar tersebut menunjukan gambar bagian depan dan kaki – kakinya yang terbuat terdiri dari Vcc, Data pembacaan dan Ground. Sedangkan gambar 2 pada balik sensor berisi data maksimal pengerjaan tegangan yang dibutuhkan sensor juga kelembapan yang dapat digunakan sebagai indikator.

                                                         (i)                                                (ii)

d)       LCD karakter 2x16.

LCD  Character  dapat  dengan  mudah dihubungkan dengan mikrokontroller seperti Arduino. LCD yang akan digunakan mempunyai  lebar display 2 baris  16 kolom  atau biasa  disebut  sebagai  LCD  Character  2x16,  dengan 16 pin konektor, yang didifinisikan sebagai berikut:

PIN	Nama	Fungsi
1	Vss	Ground / 0V
2	Vcc	+5V
3	VEE	Tegangan Kontras
4	RS	Register Select / 0 = Instruction Register 1 = Data Register
5	R/W	Read/ Write, untuk memilih Mode menulis atau membaca 0 = write mode 1 = read mode
6	E	Enable, 0 = mulai kirim data ke LCD 1= disable
7	DB	LSB
8	DB	-
9	DB	-
10	DB	-
11	DB	-
12	DB	-
13	DB	-
14	DB	MSB
15	BPL	Lampu Layar belakang
16	GND	Ground / 0V

                                            Bentuk fisik LCD karakter 2x16

e.        Lampu Pijar

Komponen utama dari lampu pijar adalah bola lampu yang terbuat dari kaca, filamen yang terbuat dari wolfram, dasar lampu yang terdiridari filamen, bola lampu, gas pengisi, dan kaki lampu.

1.       Bola lampu

2.       Gas bertekananrendah (argon, neon, nitrogen)

3.       Filamen wolfram

4.       Kawatpenghubungke kaki tengah

5.       Kawatpenghubungkeulir

6.       Kawatpenyangga

7.       Kacapenyangga

8.       Kontaklistrik di ulir

9.       Sekrupulir

10.    Isolator

11.    Kontaklistrik di kaki tengah

e)                                    Pompa AC

Alat ini terbuat dari logam. Bentuknya seperti kotak segi empat yang bagian dasarnya menonjol ke depan. Pada bagian belakangnya terpasang kabel listrik. Bila alat ini digunakan, kabel listrik itu dihubungkan dengan sumber listrik. Di tengah-tengah sisi depannya terdapat sebuah roda yang terbuat dari plat logam bundar. Bila dihubungkan dengan arus listrik, roda akan berputar dan menggerakkan pompa yang terletak disampingnya. Di depan pompa terdapat dua buah pipa logam. Pipa yang satu gunanya untuk mengisap udara dan yang lainnya untuk mengeluarkan udara ketika pompa bekerja.

f)            IC ULN2003

 

IC ULN 2003 adalah sebuah IC dengan ciri memiliki 7-bit input, tegangan maksimum 50 volt dan arus 500mA. IC ini termasuk jenis TTL. Di dalam IC ini terdapat transistor darlington. Transistor darlington merupakan 2 buah transistor yang dirangkai dengan konfigurasi khusus untuk mendapatkan penguatan ganda sehingga dapat menghasilkan penguatan arus yang besar. IC ULN 2003 merupakan IC yang mempunyai 16 buah pin, pin ini berfungsi sebagai input, output dan pin untuk catu daya. Catu daya ini terdiri dari catu daya (+) dan ground. IC ULN 2003 biasa digunakan sebagai driver motor stepper maupun driver relay.

g)             Relay 12V

Relay adalah saklar yang dioperasikan secara elektrik dan merupakan  komponen elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (Sepereangkat kontak Saklar ). Relay menggunakan perinsip Elektromagnetik untuk menggerakan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

B.      Perencanaan Sistem

(i)

Gambar (i) Sistem perencanaan alat yang terdiri dari

1.       Pompa : untuk memberikan cukup tekanan pada pengkabut / spruyer. (Komponen Output)

2.       Kotak kaca : wadah , dimana suhu dan kelembaban di dalamnya harus diatur.

3.       Lampu        : berfungsi untuk memanaskan suhu dalam kotak kaca. (Komponen Output)

4.       Sensor DHT11 : berfungsi untuk mendeteksi suhu dan kelembaban. (Komponen Input)

5.       Selang spruyer : berfungsi untuk  membuat kabut.

6.       LCD 2x16  : penampil dari hasil pembacaan suhu dan temperature. (Komponen Output)

Konfigurasi pin input output pada Arduino :

Komponen Input	Pin Arduino
Sensor DHT11	8

Komponen Output	Pin Arduino
Selenoid Valve 12V	9
Lampu Pijar 10W	10
Motor AC	11
LCD 2x16 (4bit) (RS,E,D4,D5,D6,D7)	2,3,4,5,6,7

Untuk menggerakan beban output, arduino saja tidaklah cukup, diperlukan rangakaian driver agar arduino dapat mengendalikan output yang mempunyai arus besar. Driver output dari selenoid valve, lampu pijar, motor ac adalah IC ULN2003. IC ULN2003 berfungsi seperti halnya transistor, karena pada dasarnya IC ini adalah transistor darlington. Karena beban yang dikenalikan mempunyai arus besar maka IC ini sangat cocok untuk kendali on/off. Berikut skematik rangkaian driver output :

Rangkaian Driver Selenoid, Lampu, Pompa.

C.      Mekanisme Kerja Sistem

(i)

Kerja alat ini nanti Sensor DHT11 yang diletakkan tepat dibawah sprayer akan melakukan pembacaan suhu dan kelembaban normal pada ruang tersebut. Kemudian lampu pada ruang sebelah dinyalakkan. Sensor akan membaca kenaikan suhu ruang. Saat suhu yang terbaca melewati batas maksimal maka sensor akan memberi perintah arduino untuk mengaktifkan solenoid. Saat sprayer aktif (menyemburkan air) itulah sensor kembali membaca suhu sekitar (suhu turun, kelembaban naik). Seperti yang ditunjukan oleh gambar (i).

D.      Pembuatan Program

(i)

Keterangan :

Gambar (i) merupakan program utama dimana menerangkan tentang  pengaturan pembacaan suhu dan kelembaban oleh sensor DHT11 lalu ditampung di variabel yang telah ditentukan, dan hasil tampungan tersebut akan di tampilkan ke LCD 2x16 , dan dioalah lagi menggunakan sub-program komparator.

(ii)

Gambar (ii) merupakan sub-program utama yang berisi tentang program yang bekerjanya seperti komparator, pada Op-Amp.

IV PENGUJIAN DAN ANALISA

A.    Hasil Pengujian

 

          (i)

Gambar (i) adalah simulasi program utama yang telah dijalankan ke arduino lalu sheild input dan output dihubungkan ke arduino. Pada simulasi tersebut nampak bahwa hasil pembacaan suhu dan kelembaban semuanya

Menunjukan nilai nol. Karena sensor DHT11 belum terpasang. Output selenoid , lampu dan pompa masih berjalan dengan normal.

     (ii)

Gambar (ii) : Setalah dipasang sensor DHT11 maka pembacaan suhu dan kelembaban akan ditampilkan ke layar LCD 2x16.

B.    Data Hasil Percobaan

Waktu (menit)	Suhu (c°)	Kelembaban (%)	Lampu	Selenoid	Pompa
0-3	29	69	on	Off	Off
6	30	69	on	Off	Off
10	31	69	on	off	Off
15	33	65	on	off	Off
20	36	65	on	off	Off
22	37	65	on	off	Off
24	38	60	on	off	Off
26	39	60	on	off	Off
30	41	56	on	off	Off
40	47	50	on	off	Off
50	51	45	off	on	on
60	46	45	on	off	off
70	48	42	on	off	off
80	49	42	off	on	on

v Penutup

A.    Kesimpulan

Dari proyek yang kita buat dapat disimpulkan :

1.       DHT11digunakan untuk membaca suhu dan kelembaban namun apabila sensor DHT11 di dekatkan pada sumber panas yang berlebih akan merusak bentuk sensor dan mengakibatkan sensor kurang sensetifitasnya.

2.       Pengaturan suhu lampu pijar yang menggunakan  dipasang dalam kotak kaca untuk meningkatkan suhu dan penyemprot digunakan untuk menaikan kelembaban

B.    Saran

1.          Pada proyek arduino menggunakan kontrol on/off sederhana alangkah lebih baik menggunakan kontrol PID .

2.          Untuk pengembangannya menggunakan pompa dengan daya yang lebih besar sehingga dihasilkan kabut yang lebih banyak.

Referensi

[1]       http://www.arduino.cc

[2]       http://blog.kedairobot.com/2011/07/02/arduino-uno/

[3]       http://trikueni-desain sistem.blogspot.com/2013/08/Solenoid-Valve.html

[4]       McRoberts,Michael, Adam,Josh. 2010 “Beginning Arduino”.Technology in Action. United States of America

Lika Yuliana Sari. lahir di Kudus, 23 Juli 1993. Telah menempuh pendidikan formal di SD 3 Purwosari Kudus (lulus Tahun 2005) , SMP 2 Kudus (lulus tahun 2008)  dan SMA 1 Kudus (lulus Tahun 2011). Saat ini sedang menempuh pendidikan di Politeknik Negeri Semarang Semester 5, Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro.

Nanda Yuli Akhirdiyanto lahir di Salatiga, 15 Juli 1993. Telah menempuh pendidikan formal di SD Cepoko 1 (lulus Tahun 2005) , SMP 22 Semarang (lulus tahun 2008)  dan SMA 1 Ungaran  (lulus Tahun 2011). Saat ini sedang menempuh pendidikan di Politeknik Negeri Semarang Semester 5,

Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro.

Tulus Hidayatul Haqim . Pati, 31 Maret 1993. Telah menempuh pendidikan formal di SDIT Ya Ummi Fatimah (lulus Tahun 2005) , SMP 2 Pati (lulus tahun 2008)  dan SMA 2 Pati (lulus Tahun 2011). Saat ini sedang menempuh pendidikan di Politeknik Negeri Semarang Semester 5, Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro.