PENGATUR KECEPATAN KIPAS ANGIN AC 220V (PWM)

¹Agus Sulistiyo, ²Faisol Khoirus Setyawan, ³Hermawan

Program Studi Teknik Elektronika

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, S.H. Tembalang Semarang 50275

¹asulistiyo23@yahoo.com, ²fks.set15@gmail.com, ³hermawan.8993@yahoo.co.id

Intisari-Teknologi dengan menggunakan sistem kendali jarak jauh banyak digunakan dalam keseharian masyarakat. Salah satu peralatan elektronik yang menggunakan sistem ini adalah kipas angin. Pada alat ini digunakan sebuah remote control televisi untuk mengatur kecepatan kipas angin AC 220v melalui luaran PWM arduino uno. Masukan pada alat ini berupa remote control Newsat NS 918-LS yang mana sinyal transmisinya dapat diterima oleh sensor penerima infra merah 1838B. Luaran dari alat yang dibuat adalah kipas angin AC 220v/45watt dengan ukuran baling-baling 6”.

kata kunci-Arduino, IR Remote, Sensor Penerima IR, PWM, Kipas Angin 

Abstract-technology by using a remote control system is widely used in everyday. One of common electronic equipment that uses this system is the fan. This device which have been made is used on a television remote control to adjust the speed of AC 220v fun using PWM output of arduino uno. Input of this device is a Newsat NS 918-LS which the transmission signal can be received by the infrared receiver 1838B. The output is made ​​of 220v/45watt AC fan with 6” blades size.

Keywords-Arduino, IR Remote, IR Receiver, PWM, Fan

I. LATAR BELAKANG

     Perkembangan  kipas  angin  di  era  modern  seperti  sekarang  ini sudah semakin pesat, terutama dalam hal kontrol dan teknik dalam menggerakkan udara disekitarnya. Jika dulu kipas angin hanya dapat dikendalikan melalui tombol-tombol yang ada pada alat tersebut, sekarang pengendalian sudah dapat dilakukan secara jarak jauh menggunakan remote control. Pengaturan kecepatan kipas angin biasanya disesuaikan dengan lilitan tembaga pada motor penggeraknya. Selain itu juga dapat diatur melalui daya yang diberikan pada beban, sehingga tidak merubah jumlah lilitan pada motornya.

II. PERUMUSAN MASALAH

     1. Bagaimana program dan cara kerja pengatur kecepatan kipas angin AC 220v?

     2. Bagaimana cara membaca kode pada setiap tombol remote control?

     3. Bagaimana rangkaian driver untuk mengatur kecepatan kipas angin AC 220v?

     4. Bagaimana cara mengatur nilai PWM pada luaran arduino?

III. TUJUAN

     Tujuan pembuatan proyek arduino ini adalah:

     1. membuat program pengatur kecepatan kipas angin AC 220v dengan menggunakan bahasa C;

     2. memahami cara membaca kode remote control yang diterima oleh IR receiver;

     3. membuat rangkaian driver untuk untuk mengatur kecepatan kipas angin AC 220v;

     4. memahami cara mengatur luaran PWM pada arduino.

IV. PEMBATASAN MASALAH

     Pada proyek arduino yang telah dibuat, pembahasan berfokus pada beberapa hal berikut ini:

     1. luaran yang digunakan adalah kipas angin AC 220v/45watt dengan ukuran baling-baling 6”;

     2. tampilan menggunakan sebuah tujuh ruas;

     3. alat yang dibuat menggunakan kecepatan minimal satu dan maksimal sembilan;

     4. pemrograman alat ini menggunakan bahasa C dengan pustaka IRremote.

V. TINJAUAN PUSTAKA

Remote control

    Remote  control  menggunakan LED (Light Emitting Diode) infra merah yang berfungsi sebagai pengirim pola sinar infra merah. LED infra merah adalah sejenis lampu kecil yang memiliki dioda yang akan memancarkan cahaya infra merah apabila diberi arus. Sinyal infra merah yang dikirimkan tidak akan dapat dilihat oleh mata kita, karena sinar infra merah tidak termasuk gelombang elektromagnetik pada spektrum cahaya tampak. Namun sinar tersebut dapat terbaca oleh sensor penerima yang ada pada peralatan elektronik yang menerima sinyal tersebut. Sensor penerima yang digunakan adalah sebuah fototransistor infra merah. Jika pola sinyal infra merah yang diterima bersesuaian dengan salah satu instruksi, seperti instruksi menaikkan kecepatan pada kipas angin, maka kecepatan kipas angin tersebut akan dinaikkan.

 

Gambar Remote Control Newsat NS 918-LS

Sensor Penerima Infra Merah

    Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda (fotodioda) atau transistor (fototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Semakin besar intensitas infra merah yang diterima maka sinyal pulsa listrik yang dihasilkan akan baik; jika sinyal infra merah yang diterima intensitasnya lemah, maka infra merah tersebut harus mempunyai pengumpul cahaya yang cukup baik dan sinyal pulsa yang dihasilkan oleh sensor infra merah ini harus dikuatkan. Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Selain itu agar tidak terganggu oleh sinyal cahaya lain maka sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor infra merah harus disaring pada frekeunsi sinyal pembawa, yaitu pada 30kHz-40kHz. Selanjutnya, baik fotodioda maupun fototransistor disebut sebagai fotodetector.

Gambar IR receiver 1838B

PWM

     Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memiliki frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga 100%).

     PWM pada arduino uno memiliki resolusi 8 bit yang berarti PWM ini memiliki variasi perubahan nilai sebanyak 2⁸=256 variasi mulai dari 0–255 perubahan nilai yang mewakili duty cycle 0–100% dari keluaran PWM tersebut.

 

Gambar Pulsa PWM

    Dengan  cara  mengatur  lebar  pulsa  “on”  dan  “off”  dalam satu perioda gelombang melalui pemberian besar sinyal referensi output dari suatu PWM akan didapat duty cycle yang diinginkan. Duty cycle dari PWM dapat dinyatakan sebagai:

     DutyCycle = t_ON / (t_ON + t_OFF) x 100%

Arduino Uno

     Arduino  uno  adalah  sebuah  board mikrokontroler yang didasarkan pada ATMega328. Arduino uno mempunyai 14 pin masukan/luaran digital (6 diantaranya dapat digunakan sebagai luaran PWM), 6 masukan analog, sebuah osilator kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset.

 

Gambar Board Arduino Uno

     Setiap 14 pin digital pada Arduino uno dapat digunakan sebagai masukan dan luaran, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi-fungsi tersebut beroperasi pada tegangan 5v. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up 20-50 kΩ. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-fungsi spesial:

• Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic).
• External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt pada sebuah nilai rendah, kenaikan atau penurunan yang besar, atau perubahan nilai.
• PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit luaran PWM dengan fungsi analogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan pustaka SPI.
• LED: 13. Ada sebuah LED yang terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai tinggi, LED menyala; ketika pin bernilai rendah, LED mati.

Tabel Spesifikasi Arduino Uno

VI. DIAGRAM ALIR

VII. HASIL PERCOBAAN

VIII. KESIMPULAN

     Berdasarkan alat yang telah dibuat dalam proyek arduino ini, dapat disimpulkan bahwa:

1. alat ini berfungsi untuk mengatur kecepatan kipas angin AC 220v dengan menggunakan remote control, kipas angin berputar dengan kecepatan sesuai tombol yang ditekan;
2. kode yang dipancarkan oleh remote control berupa delapan digit karakter heksadesimal, yang diperoleh melalui pustaka IRremote;
3. rangkaian driver pada alat ini menggunakan MOC3041 sebagai zero crossing detector dan TRIAC 4004LT sebagai pengatur daya motor AC pada kipas angin;
4. Alat ini menggunakan luaran PWM pada arduino untuk mengatur kecepatan kipas angin; minimal PWM=0 (kipas angin mati), maksimal PWM=255 (kipas angin berputar dengan kecepatan maksimal). 

REFERENSI

Arduino Uno 

Cara Kerja Remote Control

Rangkaian Pengatur Kecepatan Kipas Angin AC220v 

Menggunakan Infrared Kit untuk Kendali Jarak Jauh dengan Arduino 

Arduino Library
IRremote

Datasheet 

38kHz IR Receiver TL1838 VS1838B 

Zero Crossing Detector MOC3041

TRIAC Q4004LT

Nama penulis Agus Sulistiyo. Penulis dilahirkan di Semarang pada tanggal 10 Agustus 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Kemala Bayangkari AKPOL 90, SDN Gajah Mungkur 04 Semarang, SMPN 17 Semarang, dan SMK Institut Pendidikan Teknik (IPT) Karang Panas Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.3.32.12.3.03. Apabila memiliki kritik, saran, atau pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat  melalui email: asulistiyo23@yahoo.com.

Nama penulis Faisol Khoirus Setyawan. Penulis dilahirkan di Kudus pada tanggal 10 Oktober 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 03 Peganjaran dan SDN 05 Karangbener, SMPN 4 Bae Kudus, dan SMK Wisuda Karya Kudus. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.3.32.12.3.14. Apabila memiliki kritik, saran, atau pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat  melalui email: fks.set15@gmail.com.

Nama penulis Hermawan. Penulis dilahirkan di Semarang pada tanggal 8 September 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di RA Al-Islam Mangunsari 02, MI Al-Islam Mangunsari 02, SMPN 24 Semarang, dan SMKN 7 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.3.32.12.3.17. Apabila memiliki kritik, saran, atau pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat melalui email: her.semarang@yahoo.co.id.