## RANCANG BANGUN TACHOMETER DIGITAL BERBASIS ARDUINO DILENGKAPI CHARGING DAN MODE PENYIMPAN DATA
Imam Tri Harsoyo 1) , Andi Kurniawan Nugroho 2) , dan Nuriman 3)
1,3) Jurusan Teknik Elektro Medik, Akademi Teknik Elektro Medik Semarang Jln. Kol. Warsito Soegiarto Km 2,5 Semarang.
2) Jurusan Teknik Elektro, Universitas Semarang Jln. Soekarno Hatta, Tlogosari Kulon, Kota Semarang e-mail: imamtriharsoyo@atemsemarang.ac.id 1) , andikn@usm.ac.id 2) , mantakupaz@gmail.com 3)

## ABSTRACT
A  good  and feasible  centrifuge  is  needed  in  the world  of  health,  therefore  a  digital  tachometer  is  needed  to  calibrate  a centrifuge. Digital tachometer is a measuring instrument used to measure the rotation speed of a motor. This tachometer will be tested to function by being compared to using Digital Laser Photo Tachometer. This tachometer will display the number of rotations per minute of a motor according to the speed setting on the centrifuge using the output of this E18-D80NK sensor which will later be processed by the Arduino Nano. As for this feature charger and data storage mode, so that user can save the data of measurement results on SD Card, and beside that user can also be a way of charging when after usage or before usage. At testing the tool used point settings 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, and 12000 RPM. Based on the measurement results of centrifuge using tachometer module and comparison tachometer have average percentage of error varying at each setting point. The smallest error 0.8% at the setting Point 3000 RPM, while the largest error 4.9% at the setting point 1000 RPM. The Tacometer error value on this Centrifuge measurement is still within the tolerance limit of ± 10%.
Keywords : Arduino Nano, E18-D80NK Sensor, LCD, RPM, Tachometer.

## ABSTRAK
Centrifuge  yang  baik  dan  laik  pakai  sangat  dibutuhkan  dalam  dunia  kesehatan,  oleh  karena  itu  dibutuhkan  tachometer digital untuk mengkalibrasi centrifuge. Tachometer digital merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur kecepatan perputaran  suatu  motor.  Tachometer  ini  akan  diuji fungsi  dengan  dibandingankan  menggunakan Digital  Laser  Photo  Ta- chometer. Tachometer ini akan menampilkan jumlah rotasi per menit suatu motor sesuai dengan setting kecepatan pada cen- trifuge menggunakan output dari sensor E18-D80NK ini yang nantinya akan diproses oleh arduino nano. Adapun ini memiliki fitur  charger  dan  mode  penyimpanan  data,  sehingga  user  dapat  menyimpan  data  hasil  pengukuran  pada  SD  Card,  dan disamping itu user juga dapat melaukan pengisian daya apabila setelah pemakaian maupun sebelum pemakaian. Pada pen- gujian alat digunakan titik setting 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, dan 12000 RPM. Berdasarkan hasil pengukuran dari cen- trifuge yang menggunakan tachometer modul dan tachometer pembanding memiliki rata -rata presentase error yang berbeda- beda  pada  setiap  titik  setting.  Error  terkecil  0,8%  pada  titik  setting  3000 RPM,  sedangkan  error  terbesar  4,9%  pada  titik setting 1000 RPM. Nilai error Tacometer pada pengukuran Centrifuge ini masih di dalam batas toleransi yaitu ±10%.
Kata Kunci :  Arduino Nano, Sensor E18-D80NK, LCD, RPM, Tachometer.

## I. P ENDAHULUAN
lat  kesehatan  merupakan  suatu  penunjang medis  juga  merupakan  salah  satu  faktor  yang memegang peranan penting dalam menyeleng- garakan  pelayanan  kesehatan  kepada  masyarakat. Menurut  Permenkes  Nomor  54  Tahun  2015  pasal  4 menyatakan  bahwa  setiap  alat  kesehatan  yang digunakan di fasilitas kesehatan lainya harus dilakukan uji  dan/  atau  kalibrasi  secara  berkala  oleh  Balai  Pen- gujian  Fasilitas  Kesehatan  atau  Institusi  Pengujian Fasilitas Kesehatan [4].
Salah satu alat yang wajib dilakukan kalibrasi adalah Centrifuge . Centrifuge merupakan  alat  yang  memiliki peranan  yang  penting  di  laboratorium.  Alat  centrifuge ini diperlukan dalam tahap separasi yaitu tahap pemisa- han antara fase cairan dan padatan yang memanfaatkan gaya  sentrifugal  dengan  kecepatan  rotasi  dan  dalam jangka  waktu  tertentu  [5].  Oleh  karena  itu  diperlukan
Centrifuge yang baik dan laik pakai untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan cara dikalibrasi menggunakan Tachometer digital.
Umumnya Tachometer digital yang digunakan untuk melakukan kalibrasi Centrifuge itu memakai Tachome- ter digital yang menggunakan laser, karena penggunaan laser memiliki keunggulan jaungkauan jarak dan tingkat keakurasian yang tinggi.
Penelitian  tentang  tachometer  non-contact  berbasis arduino  telah  dilakukan  untuk  mengukur  kecepatan suatu motor yang ada pada Centrifuge. Alat ini menam- pilkan  jumlah  rotasi  permenit  suatu  motor  sesuai dengan setting kecepatanya. Tachometer menggunakan laser, microcontroller ATMEGA 328 dan display untuk tampilan  kecepatan  [7].  Penelitian  selanjutnya  juga pernah  dilakukan  dengan  merancang  tachometer  ber- basis mikrokontroler dan dilengkapi dengan mode pen- gukuran  RPM  dan  jarak.  Tachometer  dirancang
A
menggunakan phototransistor, mikrokontroler ATMEGA 8 dan LCD karakter [1]. Penelitian selanjut- nya  tentang  alat  kalibrasi  centrifuge  non-contact  ber- basis microcontroller ATMEGA 8, phototransistor. Ta- chometer  juga  dilengkapi  dengan mode penyimpanan untuk  mempermudah user dalam  melakukan  kalibrasi pada centrifuge dan memudahkan user untuk mengolah data [8].
Berdasarkan dari penelitian sebelumnya penulis ter- tarik untuk membuat  Tachometer Digital Berbasis Ar- duino  Nano  dengan  penggunaan  sensor  E18-D80NK yang  lebih  efisien  harganya  jika  dibandingkan  dengan penggunaan  modul  sensor  laser  sebagai  pendeteksi gerak  rotasi  pada  centrifuge.  Selain  itu,  penulis  juga memberikan fitur charging untuk alat tachometer ini ka- rena  kebanyakan  alat  tachometer  tidak  bisa  dilakukan charging. OLED display juga digunakan pada penelitian ini  sebagai  tampian  kecepatan  putaran  dan  penyim- panan  data  untuk  mempermudah  user.  Adapun  tujuan dari penelitian ini adalah membuat rangkaian tachome- ter  digital  berbasis arduino  nano yang  dilengkapi charging dan mode penyimpan data serta melakukan uji fungsi tachometer digital tersebut.
Alat Tachometer itu  sendiri  merupakan  alat  pen- gujian yang dirancang untuk mengukur kecepatan rotasi dari sebuah objek, seperti alat pengukur dalam sebuah mobil yang mengukur putaran per menit (RPM) dari po- ros  engkol  mesin  [9].  Alat  Tachometer  menunjukan RPM  mesin  dengan  mengukur  rotasi  poros  mesin perangkat  yang  menyerupai  generator  listrik  yang bervariasi sesuai dengan kecepatan putaran mesin. Arus listrik yang dihasilkan ini kemudian di konversikan da- lam RPM [10].
Salah  satu  contoh  penggunaan  Tachometer  adalah pada  pengukuran  kecepatan  rotasi  pada  alat  laborato- rium  seperti Centrifuge ,  jenis  Tachometer  yang digunakan adalah Tachometer laser seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Tachometer laser (introduction for dt-2234C+ Digital Ta- chometer. 2015)
Tachometer  ini  memungkinan  untuk  pengukuran dari  jarak  jauh  di  mana  alat  Tachometer  Laser  ini bekerja  dengan  sensor  cahaya  yang  sangat  sensitip dengan elemen berputar. Unsur berputar akan memiliki
satu tempat reflektif dan rpm meter ini mengukur ting- kat dimana berkas cahaya dipantulkan kembali [2].
Penggunaan tachometer yang baik dan benar  adalah sebagai berikut:
1. Gunakan tanda reflektif pada objek yang akan diukur
2. Tekan tombol pengukur dan sejajarkan berkas cahaya tampak dengan target
3. Verifikasi  indikator  monitor  muncul  di  LCD jika target sejajar dengan cahaya sekitar 1 atau 2 detik
4. Lepaskan  tombol  pengukuran  ketika  pem- bacaan RPM stabil di LCD [11].
Gambar 2. Cara kerja Tachometer (user’s guide extech instrument com- pany. 2011)
Pada penelitian ini menggunakan Infrared Proximity Sensor .  Sensor Infrared  Proximity merupakan  sensor yang  dapat  merasakan  keberadaan  suatu  benda  tanpa menyentuh benda tersebut  yaitu dengan menggunakan infrared . Sensor ini hanya dapat mendeteksi apakah ada benda  yang  menghalangi  atau  tidak  ada,  sensor  tidak dapat  mengetahui  jarak  ke  benda  tersebut. Transmiter dan receiver yang  ada  di  dalam  sensor  tersebut menghadap  kearah  yang  sama,  dimana receiver akan menerima pantulan sinar infrared dari transmitter [3].
Gambar 3. Infrared Proximity Sensor (E18-D80NK)(A. Gunawan. 2016)
Spesifikasi Infrared  Proximity Sensor  sebagai berikut:
 Jarak deteksi 3cm – 80cm.
 Sudut Deteksi: 150 atau kurang
 Tegangan 5 V DC.
 Waktu Respon < 2 ms
 Arus beban maks 100mA.
 Diameter: 18mm, panjang: 45mm.
 Bekerja pada temperature: -25 -70 °C
 Merah +5 V, Kuning Sinyal, Hitam GND
Pada  penelitian  ini  menggunakan Charging Module TP4056. Modul charging ini cocok digunakan untuk 1 buah baterai dengan keluaran 3.7 V, dan 1 Ah ( Ampere per  Hour )  atau  lebih  tinggi,  seperti  baterai  tipe  16550 yang  tidak  mempunyai  sirkuit  proteksi  didalamnya. Berdasarkan charging IC  TP4056  dan,  DW01 battery protection ,  modul  ini  dapat  menyediakan  arus  1  Am- pere,  dan  juga  proteksi  tegangan  baterai,  yang  jika  te- gangan baterai turun dibawah 2.4 V, IC battery protec- tion akan  langsung  memindahkan  beban  dari  baterai, agar  mencegah  baterai  mempunyai  tegangan  yang  ter- lalu rendah, dan juga ada proteksi over voltage baterai [4].
Gambar 4. Module Charging TP4056 (I. Hamddin. 2018)

## II. M ETODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  Akademi Teknik Elektro Medik Semarang. Adapun prinsip kerja keseluruhan dari alat tachometer dapat dilihat pada blok diagram rangkaian tachometer. Blok diagram rangkaian tachometer dapat ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 5. Blok Diagram Tachometer
Supply Tegangan akan memberikan tegangan ke Ar- duino Nano. Ketika arduino nano mendapatkan supply tegangan dari rangkaian supply tegangan maka arduino nano  akan  memberikan  tegangan  5V  ke  semua rangkaian yang terhubung pada arduino. Rangkaian ar- duino nano sendiri berfungsi sebagai pengontrol seluruh rangkaian termasuk mengolah input -an untuk ditampil- kan  di  LCD  sebagai output .  Sensor  akan  mulai melakukan  perhitungan  RPM  disaat Push  Button di tekan. Disaat sensor aktif, sensor akan memancarkan si- nar infrared ( transmitter ) pada  bidang reflective yang kemudian  di  terima  oleh  fototransistor  (receiver).
Rangkaian display disini berfungsi sebagai output . Se- dangkan Push Button sendiri berfungsi untuk menjalan- kan  pengukuran.  Adapun wiring diagram  kese- luruhan alat dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Wiring Diagram Alat.
Dalam wiring diagram  diatas  terdiri  dari  beberapa rangkaian  diantaranya:  Rangkaian supply tegangan, Rangkaian  LCD,  Rangkaian  modul  Penyimpan  Data, Rangkaian Arduino Nano, dan Rangkaian Sensor.

## 1. Rangkaian Supply Tegangan
Alat tachometer yang dibuat menggunakan supply te- gangan  baterai  3,4  V  yang  dihubungkan  ke  modul power bank untuk dapat di charger sewaktu-waktu yang langsung  tersambung  dengan Switching ON/OFF kemudian  masuk  ke  rangkaian  modul step-up untuk menaikan tegangan ke 5 V DC ke arduino nano.
Gambar 7. Rangkaian Supply Tegangan.

## 2. Rangkaian Sensor
Penulis  menggunakan  sensor  E18-D80NK  yang  di- mana  untuk  pembacaanya  ketika  sinar infrared mengenai  bidang  reflektif  yang  tidak  berwarna  hitam maka indikator led akan menyala, sedangkan ketika in- frared mengenai  bidang  reflektif  yang  berwana  hitam maka indikator led tidak menyala.
3. Rangkaian Arduino Nano, Push Button , dan LCD Penulis  menggunakan  Arduino  Nano  sebegai  pen- gontrol rangkaian, adapun penggunaan Push Button se- bagai tombol untuk mengaktifkan pengukuran RPM, se- dangkan  untuk  menampilkan  pengukuran  penulis menggunakan LCD OLED.
Gambar 9. Rangkaian Arduino Nano, Push Button , dan LCD

## 4. Rangkaian Penyimpanan Data
Prinsip kerja dari modul penyimpanan data dari alat yang  dibuat  penulis  adalah  ketika  tombol  pengukuran dilepas maka data otomatis tersimpan, adapun gambar rangkaian  penyimpanan  data  seperti  gambar  dibawah ini.

## Gambar 10. Rangkaian Penyimpanan Data

## 5. Perangkat Lunak
Perangkat  lunak  merupakan  suatu  perangkat  yang digunakan  untuk memproses suatu data atau  suatu  ap- likasi  yang  digunakan  untuk  memprogram  suatu perangkat keras. Perangkat lunak yang digunakan penu- lis  adalah  Bascom  AVR  untuk  menghubungkan  pro- gram dengan Arduino Nano. Program yang dibuat akan menjadi  suatu  instruksi  yang  akan  terus  dijalankan ketika Arduino nano diaktifkan.

## Flowchart Software
Gambar 11. Flowchart Software
Langkah  pertama  mengkondisikan  semua  rangkaian yang akan diprogram, kemudian proses inisialisasi un- tuk  mengkondisikan  semua  rangkaian  terhubung dengan port yang  direncanakan  pada  Arduino  Nano. Setelah  itu  tekan push  button maka  alat  akan  menghi- tung RPM. Apabila ingin menyimpan data maka tekan push  button sekali  lagi  maka  data  akan  tersimpan, proses selesai.
Desain Alat
RPM Terhitung Tidak Menyimpan Data Y a Data Tersimpan Selesai Mulai Inisialisasi LCD Ya Tidak Menyimpan Data

## Keterangan: Tampak depan
1. LCD
2. Push Button
3. Switch ON/OFF

## Tampak samping kiri
4. Sensor Tampak samping kanan 5. Penyimpanan data Tampak atas
6. Tempat pengisian daya

## III. H ASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisa Hasil Pengukuran TP1
Tegangan yang diperlukam oleh alat adalah sebesar 5 V DC. Pengukuran tegangan dilakukan menggunakan alat ukur Heles multitester . Pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali dengan selisih tiap penguku- ran  selama 1 menit. Hasil pengukuranya dapat dilihat pada table I:
Tabel I Pengukuran Supply Tegangan No Titik Pengukuran Hasil Pengukuran (5 V DC) 1 2 3 4 5 1 TP1 5,17  5,17  5,17 5,17 5,17
Jadi  hasil  pengukuran  pada  tabel  4.1  keluaran  dari Supply Tegangan yang  dibuat sesuai  dengan perencanaan  yang  dimana  keluaranya  dari  tegangan awal 3,4 V DC. Pada hasil titik pengukuran yaitu pada tegangan 5 V DC dan pengkuran dilakukan sebanyak 5 kali dengan selisih waktu 1 menit didapatkan hasil TP1 yaitu 5,17 V DC.

## Analisa Hasil Pengukuran TP2
Pengujian  alat  dilakukan  langsung  dengan Centri- fuge. Pengujian  alat  dilakukan  dengan  cara  mem- bandingkan  hasil  antara  pengkalibrasian  Centrifuge menggunakan Digital Laser Photo Tachometer dengan pengkalibrasian Centrifuge menggunakan  Rancang Bangun  Tachometer Digital Berbasis  Arduino  Nano. Perbandingan  dilakukan  secara  bersamaan  antara  alat Rancang Bangun Tachometer Digital Berbasis Arduino Nano  dengan Digital  Laser  Photo  Tachometer. Per- bandingan  dilakukan  sebanyak  6  kali  pada  skala  alat ukur. Hasil perbandinganya dapat dilihat pada tabel II.

## Tabel II
Perbandingan antara alat ukur pembanding dengan Rancang modul pada alat Centrifuge
P = Pembanding, M = Modul Tabel III Hasil Persentase kesalahan perbandingan antara perbanding dan modul
No. Titik Setting Hasil Presentase Kesalahan RPM 1 1000 4,9 % 2 2000 1,5% 3 3000 0,8% 4 4000 1,9% 5 5000 0,9% 6 12000 1,2%
Jadi hasil analisa data Tabel III hasil pengukuran TP2 didapat  hasil  presentase  kesalahanya  pada  titik setting 1000 RPM sebesar 4,9%, pada titik setting 2000 RPM sebesar  1,5%,  pada  titik setting 3000  RPM  sebesar 0,8%,  dan  pada  titik setting 5000  RPM  sebesar  0,9%. Dari  hasil  pengukuran  pada Centrifuge 5000  RPM didapatkan error terbesar  antara  pembanding  dengan modul  pada  titik setting 1000 RPM dan error terkecil pada titik setting 3000 RPM, sedangkan pada hasil pen- gukuran pada Centrifuge 12000 RPM didapatkan error 1,2%.

## IV. K ESIMPULAN
Setelah menyelesaikan pembuatan Tachometer Digi- tal Berbasis  Arduino  Nano,  mulai  dari  pengamatan dilapangan,  studi  pustaka,  perencanaan,  percobaan, pendataan  dan  analisa  data,  maka  penulis  mengambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Untuk membuat Rancang Bangun Tachometer
Digital Berbasis  Arduino  Nano  dibutuhkan
Alat Titik Setting Hasil pengukuran Rata- Rata 1 2 3 4 5 6
P
1000 1027 1024 1024 1026 1024 1024 1024 M 944 1003 944 1003 944 1003 973
P
2000 2006 2007 2004 2001 2003 2005 2004 M 2065 2006 2065 2006 2065 2006 2035 P 3000 3003 3005 3001 3002 3003 3004 3003 M 3068 3009 3009 3068 2950 3068 3028 P 4000 4010 4011 4011 4012 4010 4012 4011 M 4071 4071 4130 4071 4130 4071 4090 P 5000 4864 4862 4864 4856 4856 4861 4860 M 4956 4897 4897 4838 4897 4957 4907 P 12000 11916 11913 11915 11921 11921 11915 11910 M 12036 12095 12036 12095 12036 12095 12036
Sensor  E18-D80NK,  Arduino  Nano  sebagai pengontrol system kerja alat dan LCD Oled se- bagai  penampil  hasil,  dengan  tambahan penyimpanan data dan fitur charger, kemudian board  Arduino  Nano  akan  dikonfigurasikan menggunakan aplikasi Arduino, setelah itu pro- gram dari aplikasi Arduino akan di input- kan ke Arduino  Nano  untuk  mengontrol  seluruh rangkaian yang terhubung pada board Arduino Nano.
2. Tachometer Digital Berbasis  Arduino  Nano dapat  membaca  perputaran  rotasi  motor  dari centrifuge  menggunakan  sensor  E18-D80NK. Berdasarkan  hasil  pengukuran  dari  centrifuge yang  menggunakan  tachometer  modul  dan  ta- chometer  pembanding  memiliki  rata  -rata presentase error yang berbeda-beda pada setiap titik setting . Error terkecil 0,8% pada titik set- ting 3000 RPM, sedangkan error terbesar 4,9% pada  titik setting 1000  RPM.  Nilai error Ta- cometer pada pengukuran Centrifuge ini masih di dalam batas toleransi yaitu ±10%.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Adillah,  R.  2017.  Tachometer  Berbasis  Mikro- kontroler  Dilengkapi  dengan  Mode  Pengukuran RPM dan KM. Surabaya.
[2] Cheng, C. H., Schmitz, T. L., & Scott Duncan, G. (2007). Rotating tool point frequency response pre- diction using RCSA. Machining Science and Tech- nology, 11(3), 433-446.
[3] Gunawan, A. 2016.  Algoritma Pendeteksian Obsta- cle dan Furniture Menggunakan Metode E Triangu- lasi dan Scanning Pada Robot Berkaki Enam yang Diterapkan pada Kontes Robot Pemadam Api Ido- nesia. Salatiga.
[4] Hamiddin,  I.  2018.    SAKLAR  OTOMATIS
SISTEM KONTROL TERPADU MENGGUNAKAN  ARDUINO  NANO.  Yogya- karta.
[5] Ismail,  R.  2015.  Centrifuge:  Alat  Separasi  Pada Sampel  Fase  Suspensi  Dalam  Kegiatan  Praktikum Dan Penelitian. Bogor.
[6] Menteri Kesehatan Republik Indonsia. 2015. Pera- turan  Menteri  Kesehatan  Republik  Indonesia  No- mor  54  Tahun  2015  Tentang  Pengujian  dan  Kali- brasi Alat Kesehatan. Jakarta.
[7] Nikmah, S, M. 2016. Tachometer Non Contact Ber- basis Arduino. Surabaya.
[8] Pratama, A, R. 2017. Alat Kalibrasi Centrifuge Non Contact Berbasis Microcontroller  Atmega 8. Yog- yakarta.
[9] Rana, M. M., Sahabuddin, M., & Mondol, S. 2016. Design and Implementation of a Digital Tachome- ter. memory, 2, 3.
[10] Restivo, M. T., de Almeida, F. G., Chouzal, M. D. F., Mendes, J. G., & Lopes, A. M. 2011. Handbook of  laboratory  measurements  and  instrumentation. International Frequency Sensor Association.
[11] User’s Guide Extech Instruments Company. 2011. Model  RPM 10  Laser  Photo/  Contact  Tachometer with IR Thermometer. Boston.