## SIMULASI PENGENDALIAN KECEPATAN PUTAR CEILING FAN BERBASIS ARDUINO
I Gede Suputra Widharma 1 , I Nengah Sunaya 2 , Mardiki Supriadi 3
1 Program Studi Teknik Otomasi, JurusanTeknik Elektro, Politeknik Negeri Bali Kampus Bukit Jimbaran, Kuta, Badung, Bali
2 Program Studi Teknik Listrik, JurusanTeknik Elektro, Politeknik Negeri Bali Kampus Bukit Jimbaran, Kuta, Badung, Bali
3 Fakultas Teknik, Prodi Teknik Industri, Universitas Mahendradatta Kampus Pusat Peguyangan, Badung, Bali Email: suputra.widharma@gmail.com,nsunaya@pnb.ac.id,mardikisupriadi@gmail.com
Abstrak  - Simulasi  pengendalian  kecepatan  putar  ceiling  fan  ini  berbasiskan  pada  system mikrokontroller arduino sebagai pusat kendalinya, dan dua buah fototransistor sebagai sensor, serta  komponen-komponen  pendukung  lainnya.Sensor  cahaya  yang  berupa  fototransistor, bekerja  berdasarkan  adanya  perbedaan  nilai  tahanan  antara  cahaya  yang  terpantulkan  dan yang  tidak  terpantulkan,  bilamana  pada  saat  fototransistor  tidak  menangkap  cahaya memberikan  logika  low  kepada  mikrokontroler,  danakan  diproses  sesuai  program  yang  ada. Kemudian  mengaktifkan  masing-masing  output  yang  secara  bergantian  akan  mengaktifkan kerja masing-masing relay.
Kegunaan  dari  simulasi  pengendalian  kecepatan  putar  ceiling  fan  ini  adalah  mengatur kecepatan  putaran  ceiling  fan  secara  simultan,  sesuai  dengan  jumlah  orang  yang  berada  di dalam suatu ruangan secara otomatis.
Kata Kunci : simulasi, kecepatan, putar, ceiling fan, arduino
Abstract - Simulation of round speed controlling to ceiling fan based on arduino microcontroller system  as  processor  centre,  and  use  two  fototransistors  as  sensor,  also  some  electronic components. Light sensors is used fototransistors that work based on different resistance value between light reflected and not reflected. When fototransistor did not get light will be send low level  logics  to  microcontroller  and  will  be  processed  as  program. Then  activised  each  ports  of microcontroller  and  doing  one  by  one  simultaneously  related  how  many  people  in  that  room automatically.
Keyword : simulation, speed, rounds, ceiling fan, arduino

## PENDAHULUAN
Perkembangan  bidang  teknologi di  Indonesia  berlangsung  dengan  sangat pesat. Demikian juga dengan perkembangan di bidang elektronika. Berbagai  jenis  peralatan  elektronika  yang dapat  mempermudah  pekerjaan  manusia semakin canggih. Produk-produk
elektronika sudah menjadi suatu kebutuhan yang  cukup  vital  pada  masa  sekarang  ini. Dengan  pesatnya  kemajuan  yang  telah dicapai  di  bidang  ini,  informasi  dan  arus komunikasi  semakin  lancar  dan  dapat diterima.
Perhatian masyarakat terhadap produk elektronika yang menerapkan sistem control otomatis semakin meningkat. Hal  ini  disebabkan  karena  masyarakat menyadari  bahwa  dengan  sistem  kendali otomatis,  dapat  memberikan  berbagai
keuntungan dan kemudahan. Sesuai dengan  perkembangan  teknologi  dalam bidang elektronika dan komputer, rangkaian control  konvensional  tadi  diganti  dengan rangkaian  control  atau  sistem  kendali otomatis.  Dengan  menggunakan  sistem kendali  otomatis  dapat  diperoleh  beberapa keuntungan  diantaranya  yaitu:  konsumsi daya  yang  diperlukan  pada  rangkaian control  cukup  kecil  dan  juga  pada rangkaian  control  yang  telah  jadi  dapat dilakukan perubahan maupun
pengembangan  program  sesuai  dengan yang diinginkan.
Simulasi pengendali kecepatan putar ceiling  fan  berbasis  mikrokontroller  arduino ini  dapat  mengatur  kecepatan  putaran ceiling fan secara otomatis. Alat ini bekerja berdasarkan jumlah orang yang ada dalam suatu  ruangan,  menggunakan  dua  buah
58 I Gede Suputra Widharma 1 , I Nengah Sunaya 2 , Mardiki Supriadi 3
sensor  yang  terhubung  ke  mikrokontroler, dan  output  dari  mikrokontroler  ini  akan mengendalikan  kecepatan  dari  ceiling  fan, sesuai dengan jumlah orang yang berada di dalam ruangan tersebut.
Gambar 1. Bentuk Ceiling Fan

## METODOLOGI
Simulasi  pengendalian  kecepatan putar ceiling fan berbasis system mikrokontroller  arduino  ini  diujicobakan dalam peralatan ceiling fan di laboratorium.
Gambar 2. Ceiling Fan di Laboratorium

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1.1 Perancangan Simulasi
Simulasi  ini  terdiri  atas  tiga  bagian utama  yaitu  bagian  input  berupa  sensor dengan fototransistor, bagian pusat pengendali  dengan  sistem  mikrokontroller, dan bagian output dengan driver motor. Sistem mikrokontroler keluaran Atmel
(AT),  dengan  4K  byte  Flash  PEROM (Programabel  And  Erasable  Read  Only Memory) yang mempunyai system memori,
timer, port serial, dan 32 bit I/O di dalamnya sehingga  sangat  memungkinkan  untuk membentuk  suatu  sistem  yang  terdiri  dari single  chip  saja.  Perangkat  lunak  pada
Mikrokontroler arduino menggunakan bahasa Assembly yang merupakan program yang ditulis oleh pembuat program berupa  kumpulan  baris-baris  perintah  dan biasanya disimpan dengan Ekstension.ASM. Program ini ditulis menggunakan  perangkat  lunak-perangkat lunak  teks  editor  seperti  Notepad  atau Editor  DOS.  Program  sumber  asembly (assembly  source  program)  merupakan kumpulan  dari  baris-baris  perintah  yang ditulis  dengan  program  penyunting  teks (text  editor)  misalnya  program  EDIT.COM dalam  DOS  atau  program  NOTEPAD dalam Windows atau MIDE-51.
Gambar 3. Mikrokontroller Komponen elektronika yang menunjang sistem mikrokontroller, yaitu:  Resistor sebagai pengatur tegangan  dan  alat  pandeteksi sinyal  yang  mengatur  jalannya operasi  rangkaian  atau  bisa  juga disebut sebagai penghambat  Kapasitor sebagai penyimpan muatan  listrik  sementara  dalam medan elektronik.  Dioda merupakan komponen elektronika yang termasuk komponen aktif. Dioda pada dasarnya  dibentuk  dari  bahan semikonduktor.  Kristal yang bervibrasi pada frekuensi  dari  tegangan  AC  yang dipasang.
 IC  Regulator seri  7805  dan  7812 merupakan  IC  Regulator  tegangan dengan tiga terminal.
 Relay terdiri  dari  kumparan  atau selenoida,  inti  ferromagnetik,  dan armatur yang dapat bergerak dan.
 Transformator digunakan untuk menurunkan tegangan AC.
I Gede Suputra Widharma 1 , I Nengah Sunaya 2 , Mardiki Supriadi 3
 Saklar dapat  menghubungkan  dan memutuskan  arus  listrik  secara permanent
 Fuse sebagai pengaman lebur yang mengamankan  rangkaian  dari  arus hubung singkat dan beban lebih.
Aplikasi system mikrokontroler dalam simulasi pengendali kecepatan putar ceiling fan  merupakan  perangkat  elektronik  yang dapat difungsikan
untuk mengatur kecepatan  yang  diperlukan,  sesuai  dengan jumlah  orang  yang  berada  di  dalam ruangan.

## a)  Perencanaan Teknis
Pada  proses  pembuatan  simulasi  ini, perencanaan  teknis  sangat  diperlukan agar pembuatan simulasi tersebut dapat berjalan  dengan  baik  sesuai  dengan tujuan yang diharapkan.

## Gambar 4. Rangkaian Sensor
Rangkaian  sensor  yang  akan  memberi input pada mikrokontroller.

## b)  Deskripsi Kerja
Simulasi  Ceiling  Fan  Speed  Controler adalah suatu alat yang bekerja mengatur  kecepatan  dua  buah  kipas (Ceiling Fan) melalui sebuah IC
Mikrokontroler  AT89S51.  Dimana  pada
alat  ini  terdapat  dua  buah  sensor  yang akan mendeteksi objek yang melewatinya.  Sensor  ini  terletak  pada pintu,  yaitu  pada  bagian  luar  dari  pintu (sensor A) dan bagian dalam pada pintu
(sensor B). Apabila sensor ini menerima sinyal  dari  objek  yang  terdeteksi  maka sinyal  tersebut  akan  diteruskan  ke  IC Mikrokontroler.
Masing-masing sensor memiliki fungsi yang berbeda. Sensor A berfungsi  sebagai  penghitung  objek yang  akan  masuk  kedalam  ruangan sedangkan  sensor  B  berfungsi  sebagai penjumlah  objek  yang  masuk  didalam ruangan.  Hal  ini  dimaksudkan  agar objek  yang  masuk  kedalam  ruangan dibedakan  dengan  objek  yang  hanya melewati  pintu,  sehingga  objek  yang hanya  melewati  pintu  (terdeteksi  sensor A)  tetapi  tidak  masuk  kedalam  ruangan tidak  tercatat  sebagai  objek  yang menempati ruangan.
Oleh  karena  itu  hanya  objek yang  terdeteksi  sebanyak  dua  kali (melewati  sensor  A  dan  sensor  B)  yang dicatat  pada  memori  IC  Mikrokontroler. Sebaliknya, apabila objek menuju keluar ruangan,  maka  sensor  A  berfungsi sebagai  penjumlah,  sedangkan  sensor B berfungsi sebagai penghitung. Sehingga  objek  yang  menuju  keluar ruangan,  yang  hanya  melewati  sensor B,  tidak  tercatat  sebagai  objek  yang keluar  dari  ruangan,  sedangkan  objek yang  telah  melewati  sensor  B  dan sensor  A,  tercatat  sebagai  objek  yang keluar dari ruangan. c)  Proses Pembuatan Alat Untuk membuat Simulasi pengendali kecepatan putar ceiling fan yang berbasis sistem mikrokontroler ini agar dapat bekerja dengan baik sesuai dengan  yang  direncanakan  maka dalam  proses  pembuatannya  dibagi dalam beberapa tahapan.
Gambar 5. Blok Diagram Simulasi

## 3.2 Pengujian dan Analisa

## a) Proses Pengujian
Adapun  pengujian  dari  rangkaian Simulasi Ceiling fan Speed Controller yang berbasis  Mikrokontroler  AT89S51  yaitu dilakukan  dengan  menggunakan  AVO meter,  logic  probe,  dan  osiloscope.
Pengujian dilakukan pada titik-titik
pengukuran
yang diperlukan
dan
disesuaikan  dengan  alat  ukur  yang digunakan.  Proses  pengujian  terdiri  atas pengujian mikrokontroler, pengujian rangkaian  sensor,  pengujian  driver  output, pengujian rangkaian sensor, dan pengujian  perangkat  lunak  dengan  single step simulasi, yaitu sebagai berikut:

## 1. Pengujian Mikrokontroler
Pengujian  mikrokotroller  dilakukan melalui tahapan menyiapkan alat kemudian merangkainya, melakukan pemeriksaan  kebenaran  pemberian  VCC dan ground pada mikrokontroller AT89S51, pemberian program serta melakukan pengujian pada I/O
Mikrokontroler  AT89S51  yang  terakhir yaitu mencatat hasil pengujian.
2.  Pengujian Rangkaian Sensor Pengujian rangkaian sensor adalah menyiapkan alat kemudian merangkainya, kemudian memasukan tegangan  pada  sensor  kemudian  menguji menggunakan fototransistor
sebagai receiver, yang terakhir yaitu mencatat hasil
dari pengujian

## 3. Pengujian Rangkaian IC UDN
Pengujian  rangkaian  IC  UDN  2981 yaitu menyiapkan alat dan merangkainya,lalu memberikan power supply pada rangkaian kemudian
mengujinya dengan menghubungkan
rangkaian  IC  UDN  2981  dengan  AVO meter,  yang  terakhir  ,mencatat  hasil pengujian

## 4. Pengujian Rangkaian Reset
Pengujian  rangkaian  reset  diawali dengan  menyiapkan  alat  dan  bahan kemudian merangkainya, memberikan tegangan pada
reset kemudian
mengujinya  menggunakan  logic  probe, yang terakhir mencatat hasil pengujian.

## 5. Pengujian Perangkat Lunak
Pengujian  ini  dilakukan  dalam simulasi  dengan  pembuatan  single  step program yang disimpan pada mikrokontroller  dan  dieksekusi  secara setahap demi setahap pada tiap instruksinya. Gambar 5. Listing Program Hasil pengujian yang diperoleh
menunjukkan  bahwa  setiap  bagian  dari simulasi ini telah dapat bekerja dengan baik dalam  mengendalikan  kecepatan  putar ceiling  fan  seperti  ditunjukkan  pada  Tabel 1.
Pada  pengujian  bagian  input  berupa fototransistor sebagai sensor terukur tegangan  saat  high  pada  rentang  4,7  V sampai 5 V dan pada saat low pada nilai 0 V sampai 0,8 V.
Pada  pengujian  reset  yang  terdiri  atas komponen  resistor  dan  kapasitor  terukur tegangan  saat  high  pada  kisaran  4,8  V sampai 5 V dan saat low pada rentang 0 V sampai 1,3 V.

## b) Analisa
Dalam  proses  pengujian  simulasi  ini yang  dilakukan  dan  membandingkan  hasil pengujian  yang  dilakukan  maka  dapat dianalis  pada  rangkaian  mikrokontroler
I Gede Suputra Widharma 1 , I Nengah Sunaya 2 , Mardiki Supriadi 3
dapat  bekerja  dengan  baik  karena  pada setiap  port  yang  di  berikan  logika  1  (high) pada  program,maka  mengasilkan  logika high saat pengukuran.
Pada  rangkaian  sensor  dengan menggunakan fototransistor sebagai
receiver sensor  berfungsi  sebagai  saklar
on-off biasa. Dimana bila sensor menangkap  cahaya  maka  sensor  akan bekerja atau sensor memberikan logika high ke  Mikrokontroler  AT89S51, sedangkan  jika  sensor  tidak  menangkap cahaya  maka  sensor  akan  tidak  bekerja atau memberikan logika low ke Mikrokontroler. Pada rangkaian IC UDN pengukuran kurang presisi karena
perbedaaan
tegangan  input  yang  di  berikan  yaitu sebesar  12  volt.  Pada  rangkaian  reset hasil  pengujian  rangkaian  reset  didapat
tegangan  sebesar  4,5  Volt.  Hal  tersebut mungkin disebabkan oleh kesalahan dalam pembacaan ataupun alat ukur yang kurang  presisi  dan  nilai  toleransi  dari resitor  yang  digunakan.  Walaupun  hasil yang  didapat  sedikit  berbeda,  tetapi tegangan  4,5  volt  pada  kaki  reset  sudah menyebabkan  kaki  ini  berlogika  1( high ) pada saat saklar tersebut ditekan. Sehingga dapat dikatakan bahwa rangkaian  reset  sudah  berfungsi  dengan baik.
Demikian  pula  saat  pengujian perangkat  lunak  dengan  simulasi  single step  program  terhadap  mikrokontroller dalam  mengeksekusi  setiap  instruksi  telah menunjukkan  program  berjalan  dengan baik dan normal.
Tabel 1. Hasil Pengujian
Pengujian Kondisi Tegangan High Tegangan Low Keterangan 1 Mikrokontroller  Baik 4,9 V 0,9 V Normal 2 Sensor Baik 4,7 V 0,8 V Normal 3 Reset Baik 4,8 V 1,3 V Normal 4 Driver Motor Baik 4,8 V 1,3 V Normal Sumber : Suputra, 2018
Pada  Tabel  1  ditunjukkan  bahwa hasil pengujian pada setiap bagian simulasi yaitu  rangkaian  mikrokontroller,  rangkaian sensor,  rangkaian  reset,  dan  rangkaian driver motor yang dujikan telah memberikan kondisi  baik  dan  bekerja  dengan  normal. Rangkaian ini telah mampu mengkondisikan  kerja  dari  perputaran ceiling fan sesuai yang diinginkan.
Gambar  6  menunjukkan  sistem Gambar  mikrokontroller  Arduino  dalam mengendalikan  kecepatan  putar  ceiling  fan yang  telah  teruji  mampu  bekerja  sesuai harapan  yang  diinginkan.  Rangkaian  ini sudah  terdiri  atas  rangkaian  Kristal  untuk pembangkit  frekwensi  (pewaktuan)  dan rangkaian reset.
Rangkaian mikrokontroller tersebut kemudian  dihubungkan  dengan  rangkaian input  output  yang  memberikan  sinyal  input
dari  sensor  berdasarkan  sinyal  yang ditangkap oleh fototransistor dan mengirimkan  sinyal  output  kepada  driver motor sesuai kondisi saat itu. Gambar 6. Arduino
Gambar  7  berikut  ini  menunjukkan hubungan  antara  arduino  dengan  bagian input dan output.
62 I Gede Suputra Widharma 1 , I Nengah Sunaya 2 , Mardiki Supriadi 3
Gambar 7. Rangkaian Input Output

## KESIMPULAN DAN SARAN

## 4.1.  Kesimpulan
Berdasarkan  uraian  pada  artikel  ini dapat disimpulkan:
1. Simulasi  ini  dapat  bekerja  untuk mengendalikan kecepatan putar ceiling fan  secara  otomatis  melalui  aplikasi antarmuka.
2. Rangkaian  sensor  disini  yaitu  sensor fototransistor, aktif apabila cahaya yang ditangkap  terpotong  oleh  benda,  maka logika output dari sensor akan
berlogika 1 maka mikro akan memproses data dari sensor penerima.

## 4.1.Saran/Rekomendasi
Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan  pada  sistem  sirkulasi  dan pencahayaan di laboratorium, maka diperoleh saran untuk penelitian lebih lanjut antara lain:
1. Perlunya ditambahkan fitur untuk
mengendalikan  kinerja  sistem  kendali dari  jarak  jauh  seperti  menggunakan smartphon e android.
2. Diharapkan menggunakan sumber listrik  yang  lebih  stabil  agar  dapat mengatasi  kendala  yang  disebabkan arus listrik yang kurang stabil.

## DAFTAR PUSTAKA
Andrianto, H. (2013). Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmega16 Menggunakan Bahasa C (Code VisionAVR) .Bandung: Informatika Bishop, O. (2004). Dasar-Dasar Elektronika . Jakarta: Erlangga Budiharto,  W.  (2008). Panduan  Praktikum Mikrokontroler AVR Atmega16 . Jakarta: Elex Media Komputindo. Brindley,  K.  (2005). Starting  Electronics Construction .  Loughborough  :  Co- publications
Chandra,  B.  (2005). Pengantar  Kesehatan Lingkungan . Jakarta: Buku Kedokteran EGC Herjanto, E. (2009). Manajemen  Operasi  Edisi  Tiga. Jakarta : Grasindo. Kadir, A. (2013). Panduan Praktis Mempelajari  Aplikasi  Mikrokontroler dan  Pemogramannya  Menggunakan Arduino . Yogyakarta: Andi
Suputra  Widharma,  dkk  (2018).  Simulasi Pengaturan  Suhu  Ruangan  Berbasis Mikrokontroller.  Jurnal  Logic  Vol.  3 No. 1.
https://rezutopia.wordpress.com/2009/03/2 7/mikrokontroler-at89s51/
https://rezutopia.wordpress.com/2009/03/2
7/mikrokontroler-at89s51/ https://fun- elektro.blogspot.com/2016/06/pengerti an-macam-fungsi- mikrokontroler.html
I Gede Suputra Widharma 1 , I Nengah Sunaya 2 , Mardiki Supriadi 3