ii

PERANCANGAN ALAT PENGENDALI SUHU RUANGAN

MENGGUNAKAN SENSOR SUHU YANG TERINTEGRASI DENGAN

KECEPATAN KIPAS ANGIN MENGGUNAKAN ARDUINO PADA

INDUSTRI

SKRIPSI

Disusun Oleh :

DANAR SATYA BHAKTI

NIM: 201010130311083

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

iii

PERANCANGAN ALAT PENGENDALI SUHU RUANGAN

MENGGUNAKAN SENSOR SUHU YANG TERINTEGRASI DENGAN

KECEPATAN KIPAS ANGIN MENGGUNAKAN ARDUINO PADA

INDUSTRI

SKRIPSI

Diajukan kepada

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Akademik dalam Menyelesaikan

Program Sarjana (S-1) Teknik

Disusun Oleh :

DANAR SATYA BHAKTI

NIM: 201010130311083

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

iv

v

vi

vii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT, atas segala pemberian petunjuk dan kelancaran dalam

pengerjaan dan penyelesaian tugas akhir ini.

2. Kedua orang tua yang selalu mendo’akan, mendukung dan memotivasi

penulis sehingga bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Ir, Nurhadi, MT dan Bapak Ir. Nur Kasan, MT selaku

pembimbing tugas akhir, terimakasih untuk bantuan dan kesabarannya

dalam membimbing penulis.

4. Nur Laili Elisa yang selalu menemani dan memberikan spirit bagi penulis

untuk tetap semangat dan berjuang.

5. Teman-teman seperjuangan Teknik Elektro UMM Kelas Elektro B

Angkatan 2010.

6. Pihak Dosen beserta Staff TU Jurusan Teknik Elektro UMM.

7. Kawan-kawan dan Senior di Teknik Elektro UMM yang telah bersedia

untuk bertukar pikiran dan berbagi ilmu kepada penulis.

8. Kepada saudara-saudaraku yang telah bersedia mendo’akan dan memberi

semangat dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.

9. Kepada nenek ku ibu Hj.Sumber yang selalu mendukungku baik secara

moril dan materil selama menempuh kuliah..

10. Kepada jojo paijo, jepri, habul, Bang hendra yang selalu menghibur dan

menemani aku selama menjalani kuliah.

11. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu

yang telah berjasa dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Tiada kata yang terbaik dan terindah selain puji syukur kehadirat Allah

SWT, karena berkat rahmat, taufik serta hidayahNya maka penulisan Tugas Akhir

yang berjudul “PERANCANGAN ALAT PENGENDALI SUHU RUANGAN

MENGGUNAKAN SENSOR SUHU YANG TERINTEGRASI DENGAN

KECEPATAN KIPAS ANGIN MENGGUNAKAN ARDUINO PADA

INDUSTRI” dapat terwujudkan, yang digunakan sebagai salah satu persyaratan

untuk meraih gelar sarjana S-1.

Penulisan Tugas Akhir ini tidak dapat terselesaikan dengan baik tanpa

adanya bimbingan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Pada

kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga

dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :

1. Kedua orang tua penulis yang telah memberi kasih sayang, dukungan baik

moril maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir/Skripsi ini.

2. Ibu Ir.Nur Alif, MT. selaku Ketua Jurusan Elektro Universitas

Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Ir. Nurhadi, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan dalam penyusunan Tugas Akhir/Skripsi ini.

4. Bapak Ir. Nur Kasan MT. selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah

memberikan bimbingan dalam penyusunan Tugas Akhir/Skripsi ini, dan juga

selaku dosen wali yang selama ini telah membimbing proses akademis hingga

akhir jenjang kuliah.

5. Bapak dan Ibu dosen pengajar serta para staff karyawan jurusan teknik elekto

UMM.

6. Kepada Nur Laili Elisa yang selalu menemani dan memberikan spirit bagi

penulis untuk tetap semangat dan berjuang.

7. Kepada nenek ku ibu Hj.Sumber yang selalu mendukungku baik secara moril

dan materil selama menempuh kuliah.

ix

8. Kepada Saudara-Saudaraku yang telah bersedia mendo’akan dan memberi

semangat dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.

9. Teman – teman seperjuanganku di kelas Elektro B, terima kasih atas semua

kisah suka dan dukanya. Karena kalian adalah keluargaku juga.

10. Kepada jojo paijo, jepri, habul, Bang hendra yang selalu menghibur dan

menemani aku selama menjalani kuliah.

11. Dan semua pihak yang telah membantu kelancaran penulis dalam penyusunan

Tugas Akhir/Skripsi ini.

Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir/Skripsi ini bisa bermanfaat

bagi seluruh Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro pada khususnya, dan bagi para

pembaca umumnya.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam Tugas

Akhir/Skripsi ini, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun akan sangat

diharapkan oleh penulis demi sempurnanya Tugas Akhir/Skripsi ini.

Malang, 2 Februari 2016

Penulis

x

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ...................................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN ......................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................ v

ABSTRACT ............................................................................................. vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................. iv

KATA PENGANTAR ............................................................................. vi

DAFTAR ISI .......................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xi

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

1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ....................................................................... 2

1.4 Maksud dan Tujuan ................................................................... 3

1.5 Sistematika Penulisan ............................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................. 5

2.1 Sensor ........................................................................................ 5

2.1.1 Sensor Suhu Ic LM35 ................................................................. 5

2.1.2 Karakteristik Sensor LM35............................................. 6

2.1.3 Prinsip Kerja LM35 ........................................................ 7

2.1.4 Kelebihan dan Kelemahan Sensor Temperatur LM35 ... 8

2.2 ARDUINO UNO ...................................................................... 9

2.2.1 Pengenalan .................................................................................. 9

2.2.2 Sejarah Arduino Uno .................................................... 10

2.2.3 Hardware....................................................................... 10

2.2.4 Software Aduino ............................................................ 12

2.3 LCD 2 x 16 ............................................................................. 12

xi

2.3.1 Fitur LCD 2x 16............................................................ 12

2.3.2 Spesifikasi Kaki LCD 2x 16 ......................................... 13

2.3.3 Cara Kerja LCD Secara Umum .................................... 14

BAB III PERANCANGAN SISTEM .................................................... 16

3.1 Sensor LM35 ....................................................................................... 17

3.2 ARDUINO UNO ................................................................................ 19

3.2.1 SET POINT .............................................................................. 19

3.2.2 PID ........................................................................................... 19

3.3 OUTPUT . .......................................................................................... 20

3.3.1 LCD . ......................................................................................... 20

3.3.2 Fan / Kipas DC . ........................................................................ 21

3.4 Perancangan Miniatur Ruangan ............................................... 23

3.4.1 Perancangan Box ...................................................................... 23

3.4.2 Desaian Ruangan Mesin Beserta Data...................................... 25

BAB IV HASIL DAN PENGUJIAN ..................................................... 31

4.1 Pengujian Seansor LM35 ........................................................ 28

4.1.1 Hasil Pengujian Sensor LM35 .................................................. 30

4.2 Pengujian LCD ....................................................................... 30

4.2.1 Hasil Pengujian LCD ................................................................ 31

4.3 Pengujian Fan / Kipas DC .................................................................... 32

4.3.1 Hasil Pengujian ........................................................................ 32

4.4 Pengujian Rangkaian Keseluruhan Sistem ............................. 37

4.1.1 Hasil Pengujian Keseluruhan Pada Sistem .................... 38

4.4.2 Hasil Pengujian Menggunakan Metode Tuning Trial and

Error ........................................................................................................... 41

4.4.3 Hasil Pengujian Error Keseluruhan Sistem . ............................. 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 44

5.1 Kesimpulan ............................................................................. 44

5.2 Saran ....................................................................................... 44

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 45

LAMPIRAN .......................................................................................... 46

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 IC LM35 .................................................................................................... 6

2.2 Grafik Akurasi LM35 Terhadap Suhu ...................................................... 7

2.3 Hardware Arduino ..................................................................................... 11

2.4 Bentuk Fisik LCD 16 x2 .......................................................................... 13

2.5 Skematik LCD 16 x 2 ............................................................................... 15

3.1 Blok Diagram Alat .................................................................................... 16

3.2 Rangkaian LM35 ...................................................................................... 17

3.3 Rangkaian LCD ........................................................................................ 20

3.4 Rangkaian Driver Dengan Fan ................................................................... 21

3.5 Desain Box Bagian Depan ......................................................................... 24

3.6 Desain Box Bagian Dalam ........................................................................ 24

3.7 Desain Ruang Beserta Nama Perusahaan. ................................................ 25

3.8 Ruang Mesin PG KEBON AGUNG ......................................................... 25

3.9 Ruang Mesin PT KURNIA ANGGUN UNIT 2 ....................................... 26

3.10 Ruang Mesin PTPN X PG WATOETOELIS .......................................... 27

3.11 Spesifikasi Trafo .......................................................................... 27

4.1 Pengujian Sensor Suhu M35 ...................................................................... 28

4.2 Keluaran Tegangan Sensor LM35 Menggunakan AVO ........................... 29

4.3 Rangkaian Pengujian LCD ....................................................................... 31

4.4 Pengujian Display LCD ............................................................................ 31

4.5 Rangkaian Pengujian Fan / Kipas DC ...................................................... 32

4.6 Tampilan Suhu Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 27°C .............................. 33

4.7 Bentuk Sinyal PWM Saat Suhu Ruang 27°C ........................................... 34

4.8 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Ruang 27°C ................................... 34

4.9 Tampilan Suhu Pada Saat Kondisi Transien Dari Suhu 27°C ke 38°C... 35

4.10 Bentuk Sinyal PWM Saat Transient Dari Suhu 27°C ke 38°C ................ 35

4.11 RPM Kipas Pada Saat Kondisi Suhu Transient Dari Suhu 27°C ke

38°C35

4.12 Rangkaian Pengujian Sinyal PWM Pada Fan DC ................................... 36

xiii

4.13 Rangkaian Pengujian Keseluruhan Sistem............................................... 37

4.14 Hasil Keluaran Sistem Menggunakan Metode Kontrol PID Trial And Error

Pada Ruang 1………............................................................... .. ………...41

4.15 Hasil Keluaran Sistem Menggunakan Metode Kontrol PID Trial And Error

Pada Ruang 2………................................................. ................. ….42

4.16 Hasil Keluaran Sistem Menggunakan Metode Kontrol PID Trial And

Error Pada Ruang 3……….................................................................. .... ..42

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

4.1 Tabel Pengujian Sensor LM35……………………………….......................30

4.2 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem Pada Ruang 1, Ruang 2 dan

Ruang 3. ........................................................................................................... …38

4.3 Hasil Pengujian Keseluruhan Pada Ruang 1, Ruang 2 dan Ruang 3...............39

xv

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Afrie, Setiawan. 2011. 20 APLIKASI MIKROKONTROLER ATMega8535

dan ATMega16. Yogyakarta: ANDI.

[2]. Wikipedia. 2015. Embedded System. https://en.m.wikipedia.org/

(diakses 17 September 2015)

[3]. National Semiconductor, LM35. http://pdf.datasheetcatalog.com/

(diunduh September 2015).

[4]. Zuhal. 1993. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta:

Penerbit Gramedia Pustaka Utama.

[5]. Bishop, O. 2004, Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Penerbit PT. Gelora

Aksara Pratama.

[6]. Sains, Insan. 2011. Sensor Suhu Dengan Arduino.

http://www.geraicerdas.com/ (diakses 20 november 2015).

[7]. Wikipedia. 2015. Pulse-width Modulation. https://en.m.wikipedia.org/

(diakses 23 November 2015)

[8]. Bulton, W. 2006. Sistem Instrumentasi dan Sistem Kontrol. Jakarta:

Penerbit Erlangga.

[9]. Hakim, Ermanu Azizul. 2012. Sistem Kontrol. Malang: Penerbit

UMM Press.

[10]. ControlsWiki. 2007. PID Tuning Classical.

https://controls.engin.umich.edu/