## INFOMATEK
Volume 21 Nomor 2 Desember 2019
RANCANG BANGUN PEMANAS AIR ( WATER HEATER ) DENGAN

## MENGGUNAKAN BATERAI BERBASIS ARDUINO PRO MINI
Oleh *) , Iman Dirja, Muhamad Arif Jihan
Program Teknik Mesin Fakultas Teknik – Universitas Singaperbangsa Karawang
Abstrak :  Pemanas  atau  sering  disebut  juga heater merupakan  salah  satu  jenis  pemanas  yang  memanfaatkan arus  listrik  sebagai  input  daya  untuk  menghasilkan  listrik.  Arus  listrik  yang  dihasilkan  kebanyakan  merupakan arus  bolak  balik  (AC)  karena  daya  yang  dibutuhkan  cukup  besar  untuk  menaikan  suhu  pada heater tersebut. Karena kebutuhan daya yang cukup besar maka pemakaian listrik juga akan meningkat sehingga konsumsi dan biaya  akan  cukup  besar  dikeluarkan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melakukan  suatu  rancangan  dan  membuat suatu  bentuk  pemanas  air  dengan  menggunakan  Arduino  pro  mini  agar  menghasilkan  daya  yang  kecil  yang dimanfaatkan  dalam  memanaskan heater tersebut. Heater yang  berbasis  elektronika  daya  memiliki  keterkaitan erat  dengan  frekuensi  kerja.  Nilai  tegangan  dan  arus  masukan,  dan  bentuk  benda  yang  akan  dipanaskan. Masing-masing  faktor  tersebut  memiliki  pengaruh  terhadap  karakteristik  panas  yang  dihasilkan.  Dengan menggunakan microcontroller dan  elektronika  daya,  faktor-faktor  tersebut  dapat  diubah  nilainya  sehingga memungkinkan untuk pengujian karakteristik panas.
Kata kunci: Pemanas Air, Microcontroller , Arduino Pro mini
I. PENDAHULUAN 1
Heater merupakan  teknologi  yang  banyak dikembangkan karena heater tidak menggunakan  api  untuk  memanaskan  benda melainkan  dengan  menginduksi  yang  didapat dari  arus  listrik  bolak-balik  mengalir  melalui koil  yang  terbuat  dari  tembaga  (Mukhlis  dkk. [1]). Arus listrik bolak-balik yang di dapat akan menimbulkan  medan  elektromagnetik  yang besarnya berubah-ubah.
*) olehkrw1969@gmail.com
Pertama diterima : 1 Agustus 2019 Direvisi : 13 Agustus 2019 Disetujui untuk publikasi: 19 September 2019
Salah  satu  bentuk  kompor  pemanas  air  yang kita  temukan  dalam  kehidupan  sehari-hari adalah heater induksi (Hakiki dkk. [2]). Kompor jenis  ini  tidak  banyak  digunakan  di  Indonesia dan belum ada produsen yang memproduksinya secara masal. Masyarakat di Indonesia  masih  banyak  yang  menggukan kompor  berbahan  bakar  gas  yang  kini perlahan  mulai  langka  ketersedian  gasnya. Sebaliknya  di  negara  maju heater ini  sudah banyak digunakan, terlebih dari cara pemakaian  lebih  sederhana  karena  tidak menggunakan  bahan  bakar  gas  melainkan menggunakan  listrik, heater ini  menggunakan
induksi yang terbuat dari coil tembaga yang di aliri  arus  listrik  (Wilis  dkk.  [3])  dan  tidak mengggunakan  api  sehingga  mengurangi resiko terjadinya kebakaran.
Heater yang  berbasis  elektronika  daya memiliki  keterkaitan  erat  dengan  frekuensi kerja (Noufal dkk. [4]). Nilai tegangan dan arus masukan,  dan  bentuk  benda  yang  akan dipanaskan.  Masing-masing  faktor  tersebut memiliki pengaruh  terhadap karakteristik panas yang dihasilkan. Dengan menggunakan microcontroller dan  elektronika  daya,  faktor- faktor tersebut dapat diubah nilainya sehingga memungkinkan  untuk  pengujian  karakteristik panas (Junsupratyo dkk. [5]).

## II. METODOLOGI
Pelaksanaan  kajian  ini  dilakukan  dengan tahapan  seperti  yang  terlihat  di  Gambar  2. Tahapan  dalam  penelitian  ini  meliputi  studi literatur,  perancangan  alat,  pembuatan  alat, pengujian dan analisis hasil.
Perancangan  alat  dibuat  sesuai  dengan kondisi  terbaik,  sedangkan  pembuatan  alat disempurnakan dengan dasar hasil pengujian. Kedua tahapan ini melalui beberapa pengulanan  untuk  mendapatkan  hasil  yang baik.
Gambar 1. Diagram alir Penelitian
2.1 Jenis Perancangan dan Pembuatan Jenis  perancangan  dan  pembuatan  adalah Experiment untuk  merancang  dan  membuat alat heater berbasis Arduino promini. Tujuanya adalah  untuk  mencari  nilai  dari  temperatur kompor dan cangkir alumunium yang dilakukan  dengan  pengujian  berkapasitas  150 ml hingga 600 ml.

## 2.2 Peralatan dan Bahan
Penelitian  ini  membutuhkan  alat  dan  bahan untuk mendapatkan hasil pengujian yang akan dicari  nilai  temperatur  pada  kompor  dan temperatur  pada  gelas  alumunium  serta mengukur  waktu  titik  didih  yang  akan  di gunakan  air  yang  berkapasitas  150  ml  hingga 600 ml.

## A.  Alat
Gambar  2  memperlihatkan  alat  utama
yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu heater .
Gambar 2.

## Heater
B.  Bahan
1.  Aki
Aki  jenis  basah  Yuasa  berkapasitas  12 V, 10 A.
Gambar 3. Aki
Aki  digunakan  sebagai  sumber  energi yang  menghasilkan  daya  listrik  untuk
dapat  membuat  kumparan  tembaga menjadi listrik.
2.  Charger
Charger digunakan  untuk  mengisi  daya listrik dan membantu kinerja dari aki.
Gambar 4. Charger 3.  Termokopel Termokopel digunakan untuk
mendeteksi  atau  mengukur  temperatur melalui  dua  jenis  logam  konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya.
Gambar 5.
Termokopel
4.  Stopwatch
Stopwatch digunakan  untuk  mengukur
waktu  pada  proses  pemanasan  hingga sampai ke titik didih air.
5.  Panci alumunium
Panci  aluminium  ini  digunakan  untuk wadah air penghantar panas.

## 2.3 Data Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
Voltase
: DC 12 s.d 24 Volt
Arus : 6 sd 20 Ampere Frekuensi : 150 KHz Watt : 100 sd 1700 W Aki : 12 Volt dan 10 Ampere Charger : 13,8 Volt Controling    : Arduino Atmega 328 Panel : keypad Monitoring   : LCD Tinggi : 65 mm Lebar : 290 mm Panjang : 360 mm Berat : 3,4 kg

## III. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Perancangan Pemanas Air
Gambar 6 memperlihatkan hasil desain  layout dari rangkaian pemanas induksi.
Gambar 6.
Desain Layout Rangkaian Pemanas Induksi
Tegangan  yang  masuk  pada  rangkaian  akan terus masuk hingga mencapai lilitan sekunder, di  lilitan sekunder ini tegangan  dan  arus  yang masuk  akan  dirubah  menjadi  daya  listrik untuk  dapat  memasok  daya  ke  lilitan primer .
Selain  diteruskan  menuju  lilitan,  tegangan yang masuk akan menuju MOSFET, arus dan tegangan masuk melalui percabangan pertama, sebelum masuk pada MOSFET arus akan  dibatasi  menggunakan  resistor  470 Ω, selanjutnya arus  yang masuk akan distabilkan menggunakan  resistor 10  k Ω. Tegangan yang masuk  juga  dibatasi  menggunakan  dioda zener  agar  tegangan  yang  masuk  hanya bernilai 12 V.
Gambar  7  memperlihatkan  hasil  desain rangkaian kontroler dalam simulasi.

## Gambar 7.

## Desain Rangkaian Kontroler dalam Simulasi
Arduino  akan  menerima  masukan  dari keypad sesuai  dengan  tombol  yang  ditekan pada keypad ,  setelah  itu  Arduino  akan meneruskan    masukan keypad tersebut pada  rangkaian    Arduino  Nano,  pada  saat meneruskan masukan ini lampu yang diletakan diantara rangkaian Arduino Uno dan
Arduino Nano akan  menyala, sebagai indikator  adanya  perpindahan  inputan  arus yang  melaluinya  selanjutnya  pada  rangkaian Arduino  Nano  perintah  tadi  akan  masuk komponen clock .  Pada  Arduino  Nano  arus listrik  di  ubah  frekuensinya  sesuai  dengan pengaturan delay ,  selanjutnya  ketika  proses perubahan  ini  lampu  yang  tersambung dengan Arduino Nano akan menyala sebagai indikator  adanya  arus  yang  masuk  pada Arduino  Nano,  selanjutnya  hasil  perubahan frekuensi arus tersebut akan kembali dikirimkan  kepada  rangkaian  Arduino  Uno, untuk diteruskan pada rangkaian pemanas.

## V. KESIMPULAN
Pemanas  air  yang  dirancang  dan  dibuat merupakan jenis pemanas air dengan
menggunakan microcontroller yang  berfungsi untuk mengatur temperatur pemanasan. Daya yang  dibutuhkan  berasal  dari  aki  yang  diisi dengan  menggunakan charger ,  sehingga kemungkinan  penggunaan  kalau  daya  habis bisa  diisi  kembali.  Penggunaan  yang  relatif sederhana  dan  gampang  sehingga  efisiensi pemakaian sangat baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Mukhlis, Y., Yapie, A. K. “Pemanas dengan Sistem  Pendeteksi  Suhu  Otomatis  dan Pengaman  Kebocoran  Panas,” Jurnal Ilmiah Teknologi dan Rekayasa , vol. 13 no.
3, pp.186-192, 2010.
[2] Hakiki,  M.F.,  Riandadari,  D.  “Rancang Bangun  Sistem Induction  Heater berbasis
Mikrokontroler  ATMEGA  328,” JRM ,  vol.  4 no. 3, pp. 83-89, 2018.
[3] Wilis, G.R., Farid, A. “Perencanaan Tabung Heater  pada  Aplikasi  Air  Condition  (AC) Double System 1 PK, ” Engineering , vol. 14 no. 1, pp. 1-6, 2017.
[4] Noufal,  M.,  Kusuma,  I.G.B.W.  “Analisa Perpindahan  Panas  pada  Heater  Tank FASSIP- 01,” Jurnal METTEK Jurnal Ilmiah Nasional dalam Bidang  Ilmu Teknik Mesin, vol. 3 no. 1, pp. 1-10, 2017.
[5]  Junsupratyo,  R.,  Sappu,  F.P.,  Lakat,
A.M.A.  “Analisis  Efisiensi  Efektif  High
Pressure  Heater  (HPH)  Tipe  Vertikal  U-
Shape  di  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Uap Amurang  Unit  I,”  Jurnal  Online  Poros Teknik Mesin, vol. 7 no. 1, pp. 37-45, 2018.