Selasa, 16 Februari 2016

Kontrol Pemanas dengan Remote Berbasis Radio Frekuensi

Posted by Elektronika Polines on 3:07 PM , Tidak ada komentar


Kontrol Pemanas dengan Remote Berbasis Radio Frekuensi


Ahmad Ridwan1 ; Hananta Aji Wibawa2 ; Nurani Indah Saptari3.
e-mail : ridone_ahmad1@yahoo.co.id1; hanantaajiwibawa93@gmail.com2; nuranindah16@gmail.com3

Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Semarang
Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.
Telp. (024)7473417, Website : www.polines.ac.id, email : sekretariat@polines.ac.id

Abstrak – Kontrol pemanas pada proyek kali ini menggunakan ARM NUC120 sebagai mikrokontrolernya. Dan juga sistem kontrol pemanas ini menggunakan remote kontrol berbasis RF433Mhz. RF433Mhz adalah modul yang terdiri dari dua rangkaian, yaitu rangkaian receiver (RX) sebagai penerima data dan rangkaian transmiter (TX) sebagai pengirim data. Rangkaian transmitter (TX) terpasang dengan saklar push button sebagai masukan remote kontrolnya. Sementara rangkaian receiver (RX) ada dalam box sebagai penerima perintah dan tersambung dengan relay yang akan menjalankan keluaran heater atau pemanas air. Digunakan saklar push button aktif rendah, jadi apabila saklar push button pada remote kontrol ditekan data logika LOW akan dikirim oleh transmitter (TX) untuk kemudian diterima receiver (RX) dalam box untuk menyalakan relay dan heater akan bekerja atau ON, pada kondisi lainnya atau saat saklar logika HIGH, relay tak bekerja dan heater akan mati atau OFF. Remote kontrol berbasis RF433Mhz ini dapat mengendalikan ON dan OFF pemanas pada jarak tertentu sesuai spesifikasi dari modul RF tersebut.
Kata kunci : ARM, NUC120, RF433Mhz, Saklar, Push Button.

Abstract – Heater control in the project this time using ARM NUC120 as mikrokontroler. And also this heating control system using the remote control based RF433Mhz. RF433Mhz is a module that consists of two circuits, the receiver circuit (RX) as the data receiver and transmitter circuit (TX) as the sender data. Circuit transmitter (TX) attached with push button switch as a remote control input. Whereas the receiver (RX) in the box as a command receiver and connected to the output relay that will run the heater or water heater. Used push button switch is active low, so if the switch push button on the remote control is pressed the data logic LOW will be sent by the transmitter (TX) and then received the receiver (RX) in the box to turn on the relay and heater will work or ON, the other conditions or when switch logic HIGH, the relay is not working and the heater will die or OFF. RF433Mhz-based remote control for controlling the ON and OFF the heater at a certain distance according to specifications of the RF module.
Keywords: ARM, NUC120, RF433Mhz, Switches, Push Button.
A.       Latar Belakang
Pada era modern sekarang ini pengaplikasian teknologi pada berbagai aspek telah semakin meluas. Banyak perangkat yang dibuat otomatis atau elektronik. Contohnya telah banyak digunakan peralatan elektronik yang dapat dikendalikan dengan menggunakan remote kontrol. Pada proyek ini dikembangkan sistem remote kontrol  untuk melakukan kontrol on dan off pemanas air elektronik atau heater. Remote kontrol yang akan dibuat menggunakan modul radio frekuensi tipe RF433Mhz yang terdiri dari rangkaian transmitter dan receiver. Saklar yang dihubungkan dengan transmitter dapat memberikan perintah secara jarak jauh atau pada jarak tertentu yang kemudian akan diterima oleh receiver pada box untuk menentukan kerja relay terhadap heater. Hal tersebut dinilai lebih efisien dibandingkan kontrol manual karena akan lebih menghemat waktu dan sebagai bentuk pengaplikasian kontrol jarak jauh. Batasan antara modul transmitter dan receiver memiliki range jarak tertentu sesuai spesifikasi modul radio frekuensi tipe RF433Mhz. Diharapkan sistem  ini dapat dikembangkan lebih lanjut lagi.

B.        Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis menemukan beberapa permasalahan yang ada, yaitu:
1.      Bagaimana agar sinyal yang dikirim oleh transmitter dan diterima receiver dapat memiliki sinyal yang kuat untuk membias rangkaian driver heater?
2.      Bagaimana agar respon dari receiver terhadap transmitter dapat bekerja secara real time?
3.      Bagaimana agar tidak terjadi kondisi floating pada saklar masukan?

C.       Tujuan
Tujuan pembuatan alat ini antara lain :
1.      Membuat sebuah alat yang dapat memudahan kontrol on-off  pemanas air elektronik atau heater pada jarak jauh.
2.      Membuat sebuah alat kontrol yang memiliki respon yang baik atau dapat bekerja secara real time.
3.      Mengembangkan penggunaan RF433Mhz untuk aplikasi remote kontrol.

D.       Batasan Masalah
Dalam pembuatan alat ini penulis akan membuat batasan permasalahan agar tidak menyimpang dari spesifikasi dan kemampuan alat yang akan buat. Pembatasan masalah tersebut adalah :
1.      Alat ini hanya berfungsi melakukan perintah kontrol on atau off saja pada pemanas air elektronik atau heater.
2.      Alat ini hanya akan berfungsi apabila antara remote kontrol dan box heater masuk dalam range jarak sesuai spesifikasi modul RF433Mhz.

E.        Dasar Teori
1.      ARM NUC120
ARM adalah arsitektur prosesor 32 bit yang dibuat oleh ARM Holding dan dilisensikan untuk diproduksi oleh berbagai vendor di dunia termasuk AMD, Atmel, Freescale, Nuvoton, Nvidia, NXP, Samsung, ST Micro, dan TI.  DT-ARM NUC120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device programm eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.

Gambar 1. DT-ARM NUC120
Spesifikasi :
·         Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).
·         Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.
·         Terintegrasi dengan osilator 32,768 KHz sebagai sumber clock RTC.
·         Memiliki 1x Port USB.
·         Memiliki 1 port RS-485.
·         Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3,3VDC / 5VDC.
·         Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan program mikrokontroler, sehingga tidak membutuhkan programmer eksternal.
·         Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.
·         Memiliki 45 jalur GPIO.
·         Terintegrasi dengan sensor suhu internal.
·         Memiliki port input 8 kanal ADC 12-bit.
·         Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.
·         Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.

2.      Saklar Push Button
Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat sebagai penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off . Saklar yang kami gunakan adalah tipe NO atau Normally Open, dan diatur akan ON saat aktif rendah. Pemasangan saklar ini dilengkapi dengan R pull up untuk menghindari kondisi floating (mengambang). Dengan pull-up resistor, pin input akan terbaca high saat tombol tidak ditekan. Dengan kata lain, sejumlah kecil arus mengalir antara VCC dan pin input (tidak ke ground), sehingga pin input dibaca mendekati VCC. Ketika tombol ditekan, maka akan menghubungkan pin input langsung ke ground. Arus mengalir melalui resistor ke ground, sehingga pin input akan terbaca dalam keadaan low. Perlu diingat, jika resistor itu tidak ada, tombol akan menghubungkan VCC ke ground, keadaan ini sangat buruk dan juga sering disebut short (hubungan singkat).

Gambar 2. Saklar Push Button

3.      Modul RF433Mhz
Rangkaian modul RF433 terdiri dari dua rangkaian yaitu rangkaian receiver (RX) sebagai penerima data dan rangkaian transmiter (TX) sebagai pengirim data. RF433 adalah rangkaian pengirim dan penerima data yang berbasis ASK (Aplitude – Shift Keying). Pada rangkaian receiver tersebut terdapat 3 pin yaitu VCC, ground, dan pin data. Tengangan masukan untuk modul ini bernilai 5 volt DC. Sedangkan untuk receiver data output-nya high bernilai 1/2Vcc dan nilai terendahnya 0,7 volt. Untuk Transmitter ada empat pin pada rangkaian tersebut yaitu pin VCC, ground, data1, dan data2. Transmiter ini memiliki batas tegangan 3-12V, dimana semakin besar nilai tegangannya semakin kuat pula pengiriman datanya. Frekuensi kerja dari modul RF433 adalah 433Mhz.

Gambar 3 Modul Radio Frekuensi tipe RF433Mhz
F.     Metode Penelitian
1.      Persiapan
Melakukan penelitian dan studi kasus mengenai masalah terkait.
2.      Perencanaan Konseptual
Merancang konsep yang akan dikembangkan dan mulai menyusun diagram blok dari gambaran cara kerja alat yang akan dibuat.
3.      Perancangan Sistem
Metode ini terdiri dari perancangan hardware dan software. Perancangan hardware dimulai dari menentukan komponen yang diperlukan melalui hitungan, kemudian pembuatan skematik rangkaian melalui software proteus. Perancangan software dilakukan dengan merancang flow cart, serta algoritma program.
4.      Pembuatan Alat
Dimulai dengan pembuatan remote yang terdiri dari saklar push button, pemasangan heater, catu daya serta pcb untuk transceiver, dan pemrograman mikrokontroller.
5.      Pengujian Alat
Memastikan bahwa alat bekerja dengan respon sesuai yang diinginkan, dan untuk mengetahui apakah masih ada kesalahan yang perlu diperbaiki dalam sistem.
6.      Analisa Hasil Pengujian
Hasil dari pengujian alat dianalisa dan dibandingkan dengan rencana dan tujuan awal penelitian. Apa bila terjadi error maka dicari penyebab serta menjari solusi yang paling efektif agar alat dapat bekerja dengan lebih baik lagi.
7.      Penyajian Alat
Penyajian alat pada para penguji dan pembuatan laporan hasilnya. 
G.    Hasil Rancangan
1.      Gambar Rangkaian


2.      Gambar Perkawatan


3.      Cara Kerja Alat Secara Keseluruhan
Alat ini berfungsi untuk menyalakan pemanas atau heater jarak jauh dengan remote berbasis Radio Frekuensi. Radio frekuensi terdiri dari transmitter dan receiver. Modul transmitter terpasang dengan saklar push button aktif low. dan modul receiver terhubung dengan keluaran untuk ke rangkaian relay.
Saat saklar push button ditekan maka modul transmitter (tx) akan   memancarkan data dan akan diterima oleh modul receiver (rx). Data yang diterima oleh receiver (rx) tersebut akan digunakan untuk menjalankan relay yang akan menyalakan atau mematikan pemanas.
transmitter (data low) à receiver (data high) à relay ON à pemanas ON
transmitter (data high) à receiver (data low) à relay OFF à pemanas OFF
4.      Diagram Blok

5.      Diagram Alir


6.      Hasil Pengujian
·         Namun kami belum mampu menyelesaikan Kontrol Pemanas dengan Remote Berbasis Radio Frekuensi dengan pemrograman mikrokontroler ARM NUC120  karena kendala pada pembuatan program, kami mengalami kesulitan dalam pembuatan program karena tidak adanya library untuk RF433Mhz pada software CooCox CoIDE. 
·         Sehingga kami membuat Kontrol Pemanas dengan Remote Berbasis Radio Frekuensi dengan menggunakan pemrograman Arduino Promini pada remote transmitter dan Arduino UNO pada receiver nya didalam box yang akan mendriver relay pemanas. 

Gambar Box Proyek ARM NUC120
H.    Kesimpulan
Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan analisis ,dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1.      Saklar push button yang digunakan adalah aktif rendah. Pemasangan saklar dilengkapi dengan R pull up untuk menghindari kondisi floating (mengambang). Saat saklar tidak ditekan akan memiliki logika tinggi.
2.      Jarak maksimal antara transmitter dan receiver modul RF433Mhz adalah kurang lebih 8 meter.
3.      Respon kerja dari modul RF433Mhz tergantung dari jangkauan sinyal frekuensi pada ruangan, adanya jaringan nirkabel lain dapat sedikit berpengaruh pada kerja modul.

DAFTAR PUSTAKA

DT-ARM NUC120 https://www.academia.edu/8677994/PEMROGRAMAN_MIKROKON TROLER    diakses pada tanggal 1 Januari 2016.
DT-ARM NUC120 http://www.mikron123.com/index.php/vmchk/Board-Mikrokont roler/DT-ARM-NUC120/Detailed-product-flyer.html diakses tanggal 1 Januari 2016.
RF433Mhz http://baskarapunya.blogspot.co.id/2013/07/433mhz-rf-link-kit.html diakses pada tanggal 1 Januari 2016..
Pull Up Resistor. http://www.hendriono.com/blog/post/pull-up-resistor-pada-input-mikrokontroller diakses pada tanggal 1 Januari 2016





Nama penulis Ahmad Ridwan Penulis dilahirkan di Demak, tanggal 14 Desember 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri sarirejo 1, MTs Asy-Syariyyah Sarirejo, dan SMKN 7 Semarang. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.13.1.02. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: ridone_ahmad1@gmail.com

 


 
Nama penulis Hananta Aji Wibawa. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 27 November 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Taman Pekunden SBI, SMPN 32 Semarang, dan SMKN 7 Semarang. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.13.1.09. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: hanantaaw@gmail.com.

 

Nama penulis Nurani Indah Saptari. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 1 Juni 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD  Buku 01-02 Semarang, SMPN 7 Semarang, dan SMA Negeri 5 Semarang. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.2.18. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: nuranindah16@gmail.com

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com


Tidak ada komentar :

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar ( Atom )