SUHU RUANGAN

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga Bandung, 40012. Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B100: “Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan
TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100 – 01
Nomor Revisi 02
Nama File SKD_Noseath_B100.docx
Tanggal Penerbitan 31 Maret 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 6
Data Pengusul
Pengusul Nama
Muhammad Rizky Herza Putra
Jabatan
Ketua
Mahasiswa Elektro / DIII
151311020
Tanggal 31 - 03 - 2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

1
Daftar Isi
Daftar Isi ........................................................................................................................... 1
Daftar Gambar .................................................................................................................. 2
Pengantar .......................................................................................................................... 3
1.1 RingkasanIsi Dokumen ..................................................................................... 3
1.2 TujuanPenulisan................................................................................................ 3
Pendahuluan...................................................................................................................... 4
2.1 Latar BelakangMasalah..................................................................................... 4
2.2 PerumusanMasalah............................................................................................ 4
2.3 BatasanMasalah................................................................................................. 4
2.4 Luaran yangdiharapkan..................................................................................... 5
2.5 Konsep................................................................................................................ 5

2
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Kendali Suhu .................................................................... 5

3
Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B100 ini berisi tentang proposal pengembangan Sistem Pengendalian
Suhu Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID yang
ditunjukkan sebagai tugas proyek mandiri gabungan mata kuliah Sistem Kendali Digital
(SKD), Instrumentasi Elektronika, dan Elektronika Industri 2 (ELIND2) program
studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Dokumen ini berisi tentang
antara lain : latar belakang dan konsep alat yang direncanakan akan dikembangkan.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan dokumen iniadalah memberikan gambaran awal mengenai
Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35
Berbasis PID yang akan dirancang dan dikembangkan, untuk memenuhi tugas mandiri
Sistem Kendali Digital sebagai bagian pengendali / Kontroller, Elektronika Industri 2
sebagai bagian driver (Triac), dan Instrumentasi Elektronika sebagai bagian pengindra
(LM35).

4
Pendahuluan
2.1 Latar Belakang Masalah
Suhu merupakan satuu besaran yang menyatakan panas atau dinginnya suatu benda,
ruangan, atau lingkungan. Dalam kehidupan sehari-hari, suhu banyak sekali dimanfaatkan oleh
manusia contohnya seperti inkubator, microwave, Air conditioner, Setrika, Dll. Seiring dengan
berkembangnya teknologi, suhu dapat dikendalikan oleh perangkat elektronika untuk
mendapatkanbesaransuhu yang diinginkan.
Sistem kendali merupakan suatu cara untuk melakukan hal tersebut. Sistem kendali
banyak digunakan dalam dunia industri seperti mengatur suhu suatu ruangan dalam range tertentu
atau menjaga kualitas produk agar selalu sama. Dewasa ini sistem kendali telah memasuki dunia
digital dimana pengendalinya menggunakan mikrokontroller penggunaan jauh lebih mudah.
Pada proyek mandiri ini akan dibuat perancangan dan realisasi simulasi sistem kendali
suhu pada suatu ruangan dengan menggunakan sensor LM35 dengan fan AC sebagai
pengendalinya. Variabel yang dikendalikan pada proyek ini adalah besaran suhu yang terbaca
oleh sensor.
2.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan, maka permasalahan yang
dibahas yaitu :
1. Membuat dan merakit sistem pengatur suhu dengan kendali fasa
2. Merancang, membuat, dan menguji sistem kendali suhu dengan PID
2.3 Batasan Masalah
Pembahasan dalam alat ini dibatasi pada pada proses pemberian nilai set (set
point) yang manual dan proses keluaran menggunakan lampu halogen. Setiap bagian akan
dibuat seara terpisah agar memudahkan proses perancangan dan proses maintenance
apabila salah satu bagian dari sistem ada yang mengalami kerusakan.

5
2.4 Luaran yang diharapkan
Berdasarkan perumusan masalah, maka luaran yang diharapkan dalam proyek ini yaitu
:
1. Alat Sistem Pengendalian Suhu Ruangan
2. Sistem kendali PID sesuai dengan rancangan
2.5 Konsep
Alat ini akan memiliki kemampuan untuk mengendalikan suhu ruangan dengan
menggunakan sistem kendali PID seperti gambar blok diagram dibawah ini.
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Kendali Suhu
Dapat dilihat dari blok diagram pada Gambar 2.1 dimana nilai set (set point) sebagai nilai
yang akan menjadi acuan sistem kendali atau biasa disebut Set Value (SV). KemudianKontroller
yangakan menjadi sistem kendali. Dilanjutkan ke bagian sistem plant dimana terdapat optocoupler
untuk mengubah sinyal PWM dari Arduino agar dapat terbaca oleh TRIAC lalu dilanjutkan ke
aktuator yaitu, Fan AC. Lalu akan dibaca oleh sensor LM35 yang kemudian akan dimasukan ke
dalam kontroller dan disebut dengan Present Value (PV). Gangguan akan diberikan kepada
aktuator berupa penutupan lubang intake.
Kontroller
(Arduino Uno)
Feedback Sensor
(LM35)
SistemPlant
SV Output
+
-PV
Set Point
Gangguan
Actuator
Fan AC
Driver
Optocoupler
+ TRIAC

6
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID ”
Jenis Dokumen B200
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 31 Maret 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 12
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Ketua
151311020
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1
Daftar Isi
Daftar Isi ........................................................................................................................... 1
Daftar Gambar .................................................................................................................. 2
Pengantar .......................................................................................................................... 3
1.1 RingkasanIsi Dokumen ..................................................................................... 3
1.2 TujuanPenulisan................................................................................................ 3
1.3 Referensi ............................................................................................................ 3
1.4 Daftar Singkatandan Istilah............................................................................... 3
Functional Requirement Specification(FRS) ................................................................... 4
2.1 Pendahuluan....................................................................................................... 4
2.2 GambaranUmum ............................................................................................... 4
2.3 Tujuan ................................................................................................................ 5
2.4 Ruang Lingkup ................................................................................................... 5
2.5 Analisa Umum.................................................................................................... 5
Overall Specification (OVS)............................................................................................. 7
3.1 Arduino Uno....................................................................................................... 7
3.2 Lampu Halogen.................................................................................................. 7
3.3 Sensor Suhu LM35 ............................................................................................ 7
3.4 LCD 16x2 (Liquid Crystal Display)................................................................... 8
3.5 Catu Daya 12V 3A ............................................................................................. 8
3.6 Optotriac MOC3023 .......................................................................................... 8
3.7 TRIAC BT139F-600F........................................................................................ 8
3.8 Fan AC ............................................................................................................... 8
Software FunctionSpecification (SFS)............................................................................. 9
4.1 Flowchart ........................................................................................................... 9
Penutup............................................................................................................................ 11

2
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Pengendalian Suhu..................................................... 5
Gambar 4.1 Flowchart Sistem Pengendalian Suhu............................................................ 9

3
Pengantar
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi produk, yang meliput i
spesifikasi sistem dalam mengembangkan Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan
TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID , serta detail Functional Requirement
Spesification (FRS), Overall Spesification (OVS), dan Software Function
Spesification (SWS).
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah untuk memberikan gambaran
mengenai spesifikasi teknis dari Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC
dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID yang akan dirancang dan dikembangkan.
1.3 Referensi
[1] Anonim, "Arduino Genuino," Arduino, [Online]. Availab le :
https://www.arduino.cc/. [Accessed 26 Maret 2017].
[2] Anonim, “MOC3021 Datasheet”, Fairchild Semiconductor, [Online]. Available :
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/53870/FAIRCHILD/MOC3021.html
[Accessed 29 Maret 2017].
[3] Anonim , “BT139F-600F”, Philips, [Online], Available: https://
www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/B/T/1/3/BT139F-600F.shtml [Accessed 30 Maret
2017]
[4] Anonim, "Digital 16bit Serial Output Type Ambient Light Sensor IC," ROHM
Semiconductor, 2011.
1.4 Daftar Singkatan dan Istilah
FRS Functional Requirement Specification
OVS Overall Specification
SWS Software Function Specification
PID Proportional IntegratedDeriative
SV Set Value
PV Present Value

4
FunctionalRequirementSpecification (FRS)
2.1 Pendahuluan
Terdapat tiga point dari bagian Functional Requirement Specification (FRS)
yaitu :
 Designer dalam hal ini adalah perancangan sistem kendali dari alat kendali
suhu ruangan dengan metode PID.
 Dokumen dasar untuk program perancangan Sistem Pengendalian Suhu
Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID
menggunaka n metode PID ini adalah dokumen B100 hingga B600.
 Definisi Requirement adalah deskripsi sebuah sasaran yang harus dicapai.
Perencanaan sistem mengemas sebagian besar requirement dalam istilah
yang berhubungan dengan fungsi sistem.
2.2 Gambaran Umum
Sistem yang akan dikembangkan adalah Sistem Pengendalian Suhu Ruangan
Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID yang berfungsi untuk
mengatur suhu suatu ruangan yang telah diberi nilai awal (set point) atau Set Value (SV)
dan mempertahankan nilai tersebut apabila diberi gangguan berupa pemberian ventilasi
tambahan yang akan dibuka / ditutup.
Berbasis PID ini menggunakan sensor suhu LM35 yang berfungsi untuk
mengkonversi suhu yang akan diukur menjadi tegangan yang kemudian akan diumpan
balik ke controller dan akan dibandingkan dengan nilai SV. Nilai awal (set point) atau
Set Value (SV) diberikan dengan menggunakan potensiometer dan dapat diubah nilainya
dengan memutar potensiometer. Nilai SV dan PV akan ditampilkan pada LCD 16x2.

5
2.3 Tujuan
Tujuan utama dari pengembangan Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan
TRIAC danSensor Suhu LM35 Berbasis PID adalah :
 Aktuator dapat menyesuaikan suhu ruangan dengancara mengatur kecepatan
putaranfan agar dapat mencapai Set Value (SV) yang telah di set sebelumnya
 Sistem kendali PID berjalan sesuai dengan sepesifikasi yang telah
ditentukan
2.4 Ruang Lingkup
- Nilai awal (set point) atau Set Value (SV) menggunakan potensiometer
- Sistem kontroller menggunakan PID dengan Arduino Uno
- Sensor suhu menggunakan sensor LM35
- Aktuator Menggunakan Fan AC
2.5 Analisa Umum
Berdasarkan pemaparan yang telah dijelaskansebelumnya, berikut adalah
diagram blok sistem yang akan dirancang :
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Kendali Suhu
Dari diagram blok di atas dapat dijelaskan masing-masing blok adalah sebagai
berikut :
 SV akan di set menggunakan potensiometer yang akan mempengaruhi
keluaran arah putaran FanAC
Kontroller
(Arduino Uno)
Feedback Sensor
(LM35)
SistemPlant
SV Output
+
-PV
Set Point
Gangguan
Actuator
Fan AC
Driver
Optocoupler
+ TRIAC

6
 Arduino Uno merupakan operator untuk melakukan system kendali dari
nilai yang didapat yaitu SV dan PV
 Driver yang terdiri atas Optocoupler MOC3021 untuk mendrive TRIAC
BT139F dan TRIAC BT139F sebagai pengatur fasa untuk Fan AC
 Actuator Terdiri atas Lampu Halogen yang berfungsi untuk memanaskan
suhu ruangan dan Fan AC sebagai pengendali suhu ruangan
 Feedback sensor menggunakan sensor suhu LM35 untuk mengukur
perubahan pada suhu ruangan

7
Overall Specification (OVS)
Pada bagian ini akan dibahas mengenai spesifikasi secara keseluruhan yang
dibutuhkan dalam perancangan Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC
dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID . Berikut merupakan komponen-komponen yang
akan digunakan :
3.1 Arduino Uno
Spesifikasi :
- Microcontroller : ATmega328P
- Operating Voltage : 5V
- Input Voltage (recommended) : 7-12V
- Input Voltage (limit) : 6-20V
- Digital I/O Pins : 14 (of which 6 provide PWM output)
- PWM Digital I/O Pins 6
- Analog Input Pins 6
- DC Current per I/O Pin : 20 mA
- DC Current for 3.3V Pin : 50 mA
- Flash Memory : 32 KB (ATmega328P)
- SRAM : 2 KB (ATmega328P)
- EEPROM : 1 KB (ATmega328P)
- Clock Speed : 16 MHz
- LED_BUILTIN 13
- Length : 68,6 mm
- Width : 53,4 mm
- Weight : 25 g
3.2 Lampu Halogen
Spesifikasi :
- Tegangan Kerja : 12V
- Daya : 35 W
- Tinggi : 5 cm
- Diameter : 2.8 cm
3.3 Sensor Suhu LM35
Spesifikasi :
- Tegangan Kerja (Vcc) : 4 ~ 30V
- Tegangan Output : 10 mVolt/ºC
- Self Heating : 0.5 ºC pada suhu 25 ºC
- Suhu Operasi : -55 ~ 150ºC
- Arus : 60 µA

8
- Dimensi : 5.2 x 4.19 x19.4 mm
-
3.4 LCD 16x2 (Liquid Crystal Display)
Spesifikasi :
- Jumlah Karakter : 16 Karakter x 2 Baris
- Dimensi : 80 x 36 x 13,5 mm
- View Area : 66 x 16 mm
- Active Area : 56,20 x 11,5 mm
- Ukuran Karakter : 2,95 x 5,55 mm
- Tegangan Kerja : Vss – Vdd V
3.5 Catu Daya 12V 3A
Spesifikasi :
- Tegangan Input : 220Vac
- Tegangan Output : 12Vdc
- Arus Tegangan Output : 3A
3.6 Optotriac MOC3023
Spesifikasi :
- LED Trigger Current : 15 mA
- Holding Current : 100 µA
- Emitter Continous Forward Current : 60 mA
- Emitter Reverse Voltage : 3 V
- Emitter Input Forward Voltage : 1.15 ~ 1.5 V
- Emitter Reverse Leakage Current : 0.01 ~ 100 µA
- Dimensi : 8.9 x 6.6 x 5.1 mm
3.7 TRIAC BT139F-600F
Spesifikasi :
- Peak Gate Current : 2 A
- Peak Gate Voltage : 5 V
- Peak Gate Power : 10 W
- Gate Trigger Current : 25 mA
- Gate Holding Current : 30 mA
- Repetitive peak off-state : Max 600 V
- Dimensi : 10.2 x 4.4 X 17 mm
3.8 Fan AC
Spesifikasi :
- Input : 220 Vac
- Frekuensi : 50 / 60 Hz
- Arus : 0.08 A
- Dimensi : 80 x 80 X 25 mm

9
SoftwareFunction Specification (SFS)
4.1 Flowchart
Gambar 4.1 Flowchart Sistem Pengendalian Suhu
Berdasarkan flowchart diagram di atas cara kerja Sistem Pengendalian Suhu
Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID adalah ketika SV
diberikan melalui potensionmeter yang mana akan masuk ke rangkaian driver yg terdiri atas
optocoupler dan TRIAC, lalu TRIAC akan menyalakan Fandan keluaran dari sensor suhu
LM35 kemudian di umpan balik ke Arduino Uno, kemudian hasil umpan balik
dibandingkan dengan nilai SV, jika sudah sesuai putaran Fan akan berhenti dan jika belum
Kontroller pada Arduino akan terus berjalan menggerakan Fan sesuai dengan kondisi
suhu saat itu, bila suhu dibawah SV Fan berhenti berputar, dan apabila suhu diatas SV
Fan akan berputar , kemudian ketika ada gangguan berupa menutup ventilasi intake udara,
maka kontroller akan menyesuaikan kecepatan putarannya sesuai dengan nilai SV.
LED Sesuaidengan
nilai SV
MULAI
SET VALUE
(SV)
ARDUINO UNO
(KONTROLLER)
Fan
TIDAK
SENSOR
Apakah PV Sesuai
dengan SV ?
YA
Fan AC
Driver

10
Berikut merupakan software pendukung yang digunakan dalam proses
perancangan:
1. Compiler : Arduino IDE
2. PCB Designer : Althium Designer
3. Simulator : Proteus ISIS
4. Dokumentasi : Ms Word
5. Development OS : Windows 10

11
Penutup
Demikian dokumen B200 mengenai fungsi dan spesifikasi secara umum. Dokumen ini akan
dikembangkan dengan pembahasan yang lebih rinci mengenai perancangan Sistem Pengendalian Suhu
Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID pada dokumen selanjutnya.

12
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B300
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 28 April 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 8
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Ketua
151311020
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1
Daftar Isi
Contents
Daftar Gambar .....................................................................................................................2
Pengantar .............................................................................................................................3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen........................................................................................3
1.2 Tujuan Penulisan...................................................................................................3
1.3 Referensi...............................................................................................................3
1.4 Daftar Singkatan dan Istilah..................................................................................3
2.1 Pendahuluan...........................................................................................................4
4.1 Flowchart................................................................................................................6

2
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem..................................................................................... 5
Gambar 4.1 Flowchart Sistem Pengendalian Suhu............................................................ 9

3
Pengantar
Dokumen ini terdiri daridua bab sebagaiberikut :
1. Bab Pengantar yang menjelaskan mengenai ringkasan isi dokumen, tujuan penulisan,
kegunaan dokumen, referensi dandaftar singkatan.
2. Bab Proyek Pengembangan system elektronik dan desain mekanik, Bab ini berisikan
pendahuluan, perencanaanteknologi dankonsep rancangan.
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah untuk melanjutkan proyek
Distributed ControlSystem (DCS) dalam hal sistem elektronikadandesain mekanikal dalam
hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya, sehingga proyek ini
dapat terealisasi. Sedangkan tujuan khusus dari dokumen ini adalah:
1. Untuk memudahkan proses pengembangan proyek.
2. Sebagai acuan dalam proses perancangan proyek.
3. Sebagai dokumentasi tahapan dalam pengembangan sebuah proyek.
1.7 Referensi
[1] Anonim, "Arduino Genuino," Arduino, [Online]. Availab le :
https://www.arduino.cc/. [Accessed 26 Maret 2017].
[2] Anonim, “MOC3021 Datasheet”, Fairchild Semiconductor, [Online]. Available :
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/53870/FAIRCHILD/MOC3021.html
[Accessed 29 Maret 2017].
[3] Anonim , “BT139F-600F”, Philips, [Online], Available: https://
www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/B/T/1/3/BT139F-600F.shtml [Accessed 30 Maret
2017]
1.8 Daftar Singkatan dan Istilah
DCS Distributed Control System
SWS Software Function Specification
PID Proportional IntegratedDeriative
SV Set Value
PV Present Value

4
ProposalPengembangan
2.6 Pendahuluan
Pada pengembangan proyek ini, kami memberikan perancangan sistem
elektronik, perancangan perangkat lunak, perancangan sistem kendali, dan rancangan
mekanik yang akan menjadi acuan dalam proses pengambangan dan perealisasian
proyek sehingga memudahkan proses pengerjaan dan tidak menutup kemungkinan bila
disaat proses pengerjaannya mengalami beberapa perubahan dan modifikasi.

5
Modul Elind Arduino Uno
PerancanganSistemElektronika
3.1 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Dari blok diagram diatas dapat dilihat bahwa rangkaian driver menggunakan
sumber tegangan jala-jala 220 V, karena kipas yang digunakan membutuhkan tegangan AC
untuk bekerja. Pada pengendalian putaran kipas secara manual pengaturan sudut
pencatuan TRIAC dilakukan dengan cara mengubah nilai potensio yang ada pada
modul driver, dan pada pengendalian otomatis, pengaturan sudut pencatuan TRIAC
dilakukan dengan mengubah setpoint dengan potensiometer yang terhubung dengan
input Arduino. Sudut pencatuan TRIAC ini akan di sinkronisasikan oleh rangkaian
Zero Crossing agar perhitungan pencatuan mulai dari perpotongan nol (garis
horizontal). Lampu halogen akan menyala dengan dengan menggunakan sumber
baterai eksternal, lalu kipas akan berputar sesuai kondisi suhu ruangan terhadap
SetPoint, yang lalu akan dibaca oleh sensor suhu sebagai feedback untuk
ArduinoUno.
3.2 Perancangan Mekanik
X = Lampu
D = Sensor Suhu
Jala-Jala
220 V
50 Hz
Rangkaian Driver
TRIAC
Rangkaian Zero
Crossing
Kontroler
Arduino Uno
Aktuator
Fan AC
Sensor Suhu
SetPoint
Potensiometer
X D
+
_

6
Software Function Specification (SFS)
4.2 Flowchart
Gambar 4 merupakan gambar rancangan flowchart untuk program,
Gambar 4.1 Flowchart Sistem Pengendalian Suhu
START
Set Value
(SV)
Start = 1 ?
Konversi input ke
0 - 5V
Perhitungan Error
dengan PID Digital
Konversi data ke
PWM
Output
PWM
STOP
Ya
Tidak
Perhitungan Zero
Crossing

Berikut merupakan software pendukung yang digunakan dalam proses perancanga
1. Compiler : Arduino IDE
2. PCB Designer : Althium Designer
3. Simulator : Proteus ISIS
4. Dokumentasi : Ms Word
5. Development OS : Windows 10

8
PROGRAM STUDI D.III TEKNIK ELEKTRONIKA
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 400qw, Kotak
Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
LEMBAR SAMPUL DOKUMEN
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Ketua
151311020
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B400
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 19 Mei 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 16

Daftar Isi
Pengantar.................................................................................................................10
1.1 Ringkasan Isi Dokumen..............................................................................10
1.2 Tujuan Penulisan.......................................................................................10
Pengujian Sub Sistem................................................................................................12
2.1 Sasaran Pengujian ...............................................................................................12
2.2 Pengujian dan Analisa .........................................................................................12
2.2.1 Pengujian dan Analisa Potensiometer.......................................................12
2.2.2 Pengujian danAnalisa LCD 16x2 ..............................................................14
2.2.3 Pengujian danAnalisa Sensor LM35.........................................................14
2.2.4 Pengujian danAnalisa Driver TRIAC BT136 dan Rangkaian Zero Crossing....20
2.3 Kesimpulan....................................................................................................23

Pengantar
Dokumen B400 ini berisi tentang hasil pengujian sub sitem dalam
mengembangkan Miniatur Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis PID
menggunakan Arduino Uno. Deskripsi dan gambaran umum proyek telah
diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen
B200, dan desain telah diurakan pada dokumen B300. Pada dokumen ini
akan dijelaskan hasil pengujian sub system dari masing-masing rangkaian.
Isi dokumen ini secara garis besar dibagi menjadi tiga bagian
pengetesan yaitu mekanik, elektronik, dan kontrol. Bagian mekanik akan
menjelaskan implementasi di bagian mekanik yang digunakan pada sistem
ini. Bagian elektronik menjelaskan nilai-nilai keluaran perangkat-perangkat
elektronik yang digunakan. Bagian kontrol menjelaskan hasil pengontrolan
sistem ketika system dijalankan.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses
perancangan dan realisasi dari perencanaan sistem secara teknis dari
Miniatur Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor
Suhu LM35 Berbasis PID yang akan dirancang dan dikembangkan dalam
hal realisasi dan implementasi hardware serta sistem elektronikanya dalam
hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya,
sehingga proyek ini bisa terelalisasikan.

11
1.3 Lingkup pengujian
Lingkup pengujian dari sistem yang akan diuji adalah melihat kinerja
dari suatu komponen atau sub sistem yang akan digunakan, hasil pengujian
akan menyatakan komponen atau sub system tersebut berada dalam keadaan
baik atau tidak. Adapun indikasi dari komponen yang dinyatakan baik
adalah nilai dari suatu komponen atau blok sesuai dengan yang diinginkan.
Berikut komponen atau blok yang akan diuji:
 Potensiometer sebagai SV
 Arduino sebagai Embedded System
 Sensor LM35 sebagai Feedback
 Fan AC 220V sebagai Aktuator
 LCD sebagai Indikator
 TRIAC BT136-600E sebagai Driver
 Sub Sistem Zero-Crossing sebagai Trigger
 Lampu Halogen 12V sebagai pemanas

12
Pengujian Sub Sistem
2.1 Sasaran Pengujian
Pengujian dilakukan untuk menguji hasil realisasi perancangan yang telah dibuat
sesuai dan memenuhi sasaran yang telah ditentukan. Berikut sasaran dari
pengujian yang akan dilakukan sebagai berikut.
1. Arduino Uno dapat mengendalikan kecepatan putaran kipas sesuai
dengan Set Value yang telah diatur
2. Fan AC dapat berputar dengan kecepatan yang sesuai dengan nilai
Set Value
3. Sensor LM35 dapat membaca kondisi suhu ruangan
4. Potensiometer dapat memberikan nilai set point / Set Value yang
sesuai
5. LCD dapat menampilkan data dengan sesuai
2.2 Pengujian dan Analisa
2.2.1 Pengujian dan Analisa Potensiometer
+5V
GND
A0
Gambar 4.1 Konfigurasi Potensiometer pada Arduino
Pengujian potensiometer sebagai Set Value dilakukan dengan cara
merangkai potensio dan arduino seperti skema diatas, dengan
menghubungkan potensio kedua pin di sisi potensio dengan port 5V dan
GND pada Arduino Uno, dan kaki tengah potensio dihubungkan dengan
port A0 pada Arduino Uno. Dengan menggunakan program untuk membaca
nilai pembacaan analogread potensiometer dengan range 0-1023,

13
pembacaan konversi analogread menjadi sudut pencatuan dengan range 0-
128, dan konversi pembacaan analogread menjadi keluaran Arduino Uno
dengan range 0-5V. Hasil dari pengujian komponen ini dapat dilihat seperti
gambar dibawah.
Gambar 4.2 Hasil pembacaan dan konversi potensiometer pada Serial
Monitor
Dari hasil pengujian diatas, dapat dikatakan bahwa potensiometer yang akan
digunakan dalam keadaan yang baik.

14
2.2.2 Pengujian dan Analisa LCD 16x2
Pengujian LCD 16 x 2 dilakukan dengan cara menghubung LCD 16 x
2 dengan Arduino Uno dengan konfigurasi (pin = port) : Rs = 12, E = 11,
D4 = 5, D5 = 4, D6 = 3, D7 = 2.
Gambar 4.3 Hasil Pengujian LCD 16 x 2
Dari hasil pengujian diatas, dapat dikatakan bahwa LCD 16 x 2 yang
digunakan dalam keadaan yang baik.
2.2.3 Pengujian dan Analisa Sensor LM35
Gambar 4.4 Konfigurasi Koneksi Sensor LM35 dengan Arduino
A5

15
Pengujian sensor LM35 sebagai Processed Value dilakukan dengan
mengkonfigurasi pin sensor dengan port Arduino Uno seperti pada gambar
diatas. Kemudian sensor didekatkan dengan sumber panas atau sentuh
sensor untuk mengetahui apakah sensor dapat membaca perubahan suhu
dengan baik.
Gambar 4.5 Pembacaan Suhu Awal oleh Sensor LM35 pada Serial Monitor

16
Gambar 4.6 Pembacaan Suhu Akhir oleh Sensor LM35 pada Serial Monitor
Gambar 4.7 Pembacaan oleh Sensor LM35 pada Serial Plotter Tanpa Filter

17
Pada Gambar 4.7 hasil pembacaan suhu pada serial plotter masih
terdapat noise, oleh karena itu perlu diaplikasikan filter digital untuk
mengurangi tingkat noise yang timbul saat pembacaan. Untuk mencari nilai
frekuensi cut-offnya dapat dengan mengikuti langkah-langkah berikut:
1. Menghitung waktu asli menggunakan stopwatch untuk range waktu
pada gambar.
Didapat range waktu asli untuk range waktu gambar adalah 3.7 detik.
2. Langkah selanjutnya adalah mengukur range waktu gambar
menggunakan program editor gambar seperti Paint, Corel Draw, dll.
Berikut contoh penggunaan paint untuk mengukur range waktu
gambar dan periode sinyal gambar.
Gambar 4.8 Proses Pengukuran Range Waktu Gambar
Didapat range waktu gambar pada paint sebesar 185 mm.

18
3. Selanjutnya adalah mengukur panjang periode sinyal noise pada
gambar dengan cara yang sama seperti sebelumnya.
Didapat periode sinyal noise pada paint sebesar 2 mm.
4. Setelah didapat nilai-nilai variable yang dibutuhkan. Maka langkah
terakhir adalah memasukan variabel-variabel yang telah didapat pada
persamaan-persamaan untuk mendapatkan nilai frekuensi cutoff.
T = (2 / 185) x 3.7 ω = 2πf
= 0.04 = 2 * 3.14 * 25
= 157 rad
f = 1 / 0.04 f(co) = 1.57
= 25 Hz
Didapat nilai frekuensi cutoff sebesar 1.57. Selanjutnya adalah
memasukkan nilai tersebut pada program yang digunakan.
Program yang digunakan pada Arduino adalah program hasil
diskritisasi langsung persamaan analog pada filter low pass analog, yakni
sebagai berikut :

19
Gambar 4.9 Listing Program untuk Pengujian Sensor LM35 dengan
Filter Digital
Gambar 2.3.9 Pembacaan Suhu Sebelum di Filter (Biru) dan Sesudah
di Filter (Merah) pada Serial Plotter

20
Setelah diuji ulang menggunakan filter, hasil pembacaan suhu pada
serial plotter sudah menunjukkan hasil pengukuran yang lebih baik (oranye)
dibanding hasil pembacaan suhu tanpa filter (biru).
2.2.4 Pengujian dan Analisa Driver TRIAC BT136 dan Rangkaian Zero
Crossing
Pengujian Driver TRIAC BTA12 dan Rangkaian Zero Crossing
dilakukan dengan cara membuat rangkaian Dimmer Lampu AC
menggunakan Arduino seperti di bawah ini.
AC
220 V
BT136
MOC 3021
OC1
1k
R4
D3
T1
LAMPU
PIJAR
RESET
~10
~11
12
GND
13
AREF
8
~9
2
~3
4
~6
~5
7
TX 1
RX 0
DIGITAL(PWM~)
RESET-EN
ON
RX
TX
L
MADE
INITALY
RESE T
3.3V
5V
GND
GND
Vin
A0
A1
A2
A3
A4
A5
POWERANALOGIN
WWW.ARDUINO.CC
ARDUINO
TM
UNO
IC SP
16.000MHz
500J
ATMEGA328P-PU
10k
5 V
4N25
OC1
1N4007
1N4007
AC
220 V
1k
2k2
D1
D2
24 Vac
R1
R2
5 V
VR1
Gambar 4.10 Rangkaian Uji Coba Driver TRIAC BTA12 dan Zero Crossing

21
Pengujian rangkaian zero crossing dilakukan dengan menampilkan keluaran
dari rangkaian zero crossing pada serial monitor.
Gambar 4.11 Hasil Penampilan Keluaran Zero Crossing dengan sudut
pencatuan maksimal
Berdasarkan hasil penampilan pada osiloskop diatas, terlihat bahwa
keluaran dari zero crossing menghasilkan sebuah pulsa yang merepresentasikan
titik awal setengah periode dari sinyal AC.
Program yang digunakan untuk pengujian driver TRIAC BT136 adalah sebagai
berikut :

22
Gambar 4.12 Listing Program untuk Pengujian Driver TRIAC BT136 dan
Zero Crossing
Keluaran dari Arduino ini berupa nilai sudut penyalaan yaitu 0 – 128 untuk
0 – 10 ms, sehingga apabila nilai dari sudut penyalaan ini diubah maka daya
yang disalurkan pada beban melalui TRIAC BT136 dan Opto TRIAC
MOC3021 akan bervariasi tergantung dari sudut penyalaan yang diberikan.
Nilai sudut penyalaan diatur secara manual menggunakan potensiometer
yang terhubung pada input analog Arduino.
Posisi
Potensiometer
Tegangan A2-A1
(V)
Tegangan
Gate (V)
Tegangan Pada
Fan AC (V)
Minimum (Sudut
Penyalaan = 128)
213 0 45
Sedang (Sudut
Penyalaan = 64)
121 0,06 94
Maksimum (Sudut
Penyalaan = 10)
2 0,2 218

23
2.3 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan maka dapat
disimpulkan bahwa :
No. Hasil yang diharapkan Kondisi Keterangan
1
Potensiometer dapat memberikan
nilai set point yang sesuai
Baik
2
LCD 16 x 2 dapat menampilkan
data yang sesuai
Baik
3
Sensor panas LM35 dapat
membaca suhu ruangan dengan
sesuai
Baik
Keluaran LM35
dapat dilinearisasi
dengan cara
mengalikan hasil
pembacaan sensor
dengan
0.48828125
4 Rangkaian Zero Crossing Baik
5 TRIAC BT136 Baik
6
Fan AC dapat merubah
kecepatan putaran sesuai dengan
set point yang diberikan
Baik
7
Lampu Halogen dapat menyala
dengan intensitas yang tetap
Baik
Lampu dapat
menyala
dengan normal
Dilihat dari tabel diatas didapat bahwa hasil pengujian seluruh
sistem dan sub sistem berjalan dan bekerja dengan baik serta sesuai dengan
yang diharapkan.

24
Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Ketua
151311020
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi 01
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 6

1
Daftar Isi
Daftar Isi............................................................................................................................1
Daftar Gambar ...................................................................................................................2
Pengantar ...........................................................................................................................3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen......................................................................................3
1.2 Tujuan Penulisan.................................................................................................3
Linearisasi Sensor..............................................................................................................4
Desain Sistem Kendali ......................................................................................................5
2.1 Kendali PID.........................................................................................................6
Hasil Desain Sistem Kendali.............................................................................................7
3.1 Hasil Kendali PID ...............................................................................................7

2
Pengantar
Dokumen B500 ini berisi tentang dokumen proses desain kendali PID dalam
mengembangkan Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor
Suhu LM35 Berbasis PID. Deskripsi dan gambaran umum proyek telah diuraikan
pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200, desain telah
diurakan pada dokumen B300 dan pengujian telah dilakukan di dokumen B400. Pada
dokumen ini akan dijelaskan desain kendali PID yang akan diimplementasikan pada
Berbasis PID.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses perancangan
dan realisasi dari perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Pengendalian Suhu
Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID yang akan dirancang
dan dikembangkan dalam hal realisasi dan implementasi hardware serta sistem
elektronikanya dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen
sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terelalisasikan

3
Linearisasi Sensor
Sebelum mulai melakukan proses desain kendali pertama-tama sensor harus di
linearisasi terlebih dahulu untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan pengukuran Real
sehingga dapat digunakan tanpa adanya kesenjangan antara pembacaan oleh system dan
pembacaan secara Realtime. Untuk melakukan itu diperlukan hasil pengukuran yang
terukur oleh sensor, dan hasil pengukuran menggunakan thermometer, karena yang diukur
adalah temperature ruangan.
Sensor ( OC ) Thermometer ( OC )
32.14 30
39.58 37.5
Setelah dua buah data telah didapatkan, proses linearisasi sensor dapat dilakukan
menggunakan persamaaan y = mx + b.
32.14m + b = 30
39.64m + b = 37.5
-7.5m = -7.5
m = -7.5 / -7.5
m = 1
32.14 * 1 + b = 30
32.14 + b = 30
b = 30 – 32.14
b = -2.14

4
Desain Sistem Kendali
Desain sistem kendali yang akan digunakan adalah menggunakan metode ZN-1.
Metode ini digunakan untuk menentukkan nilai dari parameter PID dengan cara
mencari terlebih dahulu nilai T dan L yang didapat dari respon step pada sistem open
loop dan diberikan penguatan 1 kali. Berikut hasil dari respon step.
Gambar 2.1 Respon
Dari Gambar diatas didapat transisi kenaikan dari respon sehingga dibuat garis
horisontal pada bagians steady state respon, kemudian diberikan 2 buah garis vertikal
untuk menunjukkan sumbu yang terpotong pada kordinat x sehingga didapat nilai T
dan L pada plotter yaitu.
L = 3.5
T = 47.9
Namun nilai diatas belum di konversi dengan waktu asli, dalam proses desain
waktu yang dibutuhkan untuk mendapat respon tersebut adalah 34 menit 3 detik,
atau 2043 detik, dengan panjang total respon adalah 348.1 mm, maka konversi
nilai L dan T ke waktu asli adalah.
L = 3.5 * (2043 / 348.1) = 20.545
T = 47.9 * (2043 / 348.1) = 281.173
Kemudian dari nilai L dan T dapat dicari parameter kendali PID, yaitu Kp, Ki,
dan Kd. Nilai-nilai tersebut yang akan digunakan. Berikut hasil perhitungan kendali
PID.

5
2.1 Kendali PID
Berikut perhitungan untuk Kendali PID yaitu mencari nilai Kp, Ti dan Td.
Kp = 1.2 * (T/L) = 1.2 * (281.173/20.545) = 16.42285714
Ti = 2 * L = 2 * 20.545 = 41.09
Ki = Kp / Ti = 16.42285714 * 41.09 = 0.39968
Td = 0.5 * L = 0.5 * 20.545 = 10.2725
Kd = Kp * Td = 16.42285714 * 10.2725 = 168.7038

Hasil DesainSistemKendali
3.1 Hasil Kendali PID
Gambar 3.3 Hasil Kendali PID
Gambar diatas merupakan hasil dari disain kendali PID dimana garis oranye merupakan SV
yang diberikan oleh potensiometer dan garis merah merupakan PV yang dibaca oleh sensor.

Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jen
Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Ketua
151311020
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen
Dokumen B500: “Penerapan Perubahan Fasa Pada Sistem
Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu
LM35 Berbasis PID ”
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi 01
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 6
B600
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 3 Juni 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 10
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Ketua
151311020
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1
Daftar Isi
Daftar Isi............................................................................................................................1
Daftar Gambar ...................................................................................................................2
Pengantar ...........................................................................................................................3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen......................................................................................3
1.2 Tujuan Penulisan.................................................................................................3
Tuning Desain Sistem Kendali..........................................................................................4
Pemberian Gangguan.........................................................................................................5

2
Pengantar
Dokumen B600 ini berisi tentang dokumen proses desain kendali PID dalam
mengembangkan Sistem Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor
Suhu LM35 Berbasis PID . Deskripsi dan gambaran umum proyek telah diuraikan
pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200, desain telah
diurakan pada dokumen B300 dan pengujian telah dilakukan di dokumen B400 serta
desain kendali telah dilakukan di dokumen B500. Pada dokumen ini akan dijelaskan
hasil tuning desain kendali PID yang telah diimplementasikan pada Sistem
Pengendalian Suhu Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID .
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses perancangan
dan realisasi dari perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Pengendalian Suhu
Ruangan Dengan TRIAC dan Sensor Suhu LM35 Berbasis PID yang akan
dirancang dan dikembangkan dalam hal realisasi dan implementasi hardware serta
sistem elektronikanya dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen
sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terealisasikan

3
Tuning Desain Sistem Kendali
Dari sebelumnya didapatkan hasil kendali yang paling bagus dari dokumen B500
adalah kendali PID dimana dengan nilai Kp sebesar 16.42285714, Ti sebesar 41.09, dan
Td sebesar 10.2725 sehingga yang hasil dari kendali tersebut seperti pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Respon Kendali PID
Kemudian dengan nilai Kp diatas dilakukan tuning sehingga didapat nilai P sebesar
64. 42285714 sehingga dihasilkan respon seperti Gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Respon Tuning Kendali PID

4
Didapat respon dan rise time yang lebih cepat dibandingkan dengan sebelum di
tuning.
Pemberian Gangguan
Gangguan adalah pengaruh yang datang dari luar sistem dimana dapat menggangu
dan merubah cara kerja sehingga tidak sesuai dengan spesifikasi. Gangguan dapat bersifat
alamiah artinya gangguan datang tanpa dipaksakan oleh manusia seperti hujan, gempa
bumi, mekanik yang rusak karena usia, dan lain sebagainya. Gangguan juga dapat berasal
dari ulah manusia yang dipaksakan seperti menahan putaran motor dengan paksa, menutup
atau membuka keran air, dan masih banyak lagi. Pada sistem kendali suhu yang dibuat,
gangguan yang diberikan adalah gangguan yang berhubungan dengan ventilasi udara dan
diberikan secara paksa, yaitu dengan menutup jalur sirkulasi udara dari lubang yang ada di
bagian atas plant. Dari gangguan tersebut dihasilkan respon seperti Gambar 2.3 berikut.
Gambar 2.3 Respon Terhadap Gangguan

SUHU RUANGAN

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to SUHU RUANGAN

Similar to SUHU RUANGAN (20)

SUHU RUANGAN