## Algoritma  Pemanas  Air Kolam  Pemandian  Berbasis Mikrokontroler  Atmega8535

## Niam Yusuf Awallu, Tria Aprilianto
Dosen STMIK ASIA Malang

## ABSTRAK
Saat ini teknologi di era modern berkembang dengan pesat khususnya pada alat pemanas air atau biasa disebut  water  heater.  Jenis  pemanas  air  atau  water  heater  ada  banyak  macamnya.  Ada  pemanas  air mengunakan  tenaga  surya,  pemanas  air  mengunakan  tenaga  gas  dan  pemanas  air  mengunakan  tenaga listrik namun dari sekian alat tersebut masih ada sedikit kekurangan atau kelemahan masing-masing. Untuk mengatasi  hal  tersebut  maka  penulis  mencoba  memanfaatkan  kecanggihan  dari  mikrokontroler atmega8535 untuk membuat sebuah alat pemanas air pemandian otomatis.
Kata kunci : Pemanas Air Kolam Pemandian, Atmega8535, Sensor Ds18s20, Lcd

## ABSTRACT
In  modern  era,  technology  is  growing  rapidly,  especially  on  the  water  heater.  There  are  many  kind  of water heater. There is a water heater using solar power, water heaters use gas energy and water heaters use electricity, but of those tools  are still some  deficiencies or weaknesses of each.  To overcome this, the  writer tried  to  take  advantage  of  the  sophistication  of  the  microcontroller  ATMEGA8535  to  create  an  automated bath water heater.
Keywords: Water Heater, Swimming baths, ATMega8535, DS18S20 sensor, LCD

## PENDAHULUAN
Pada awalnya, water heater atau pemanas air lebih  banyak  digunakan  pada  Negara-negara beriklim  dingin.  Namun,  kini  Negara-negara tropis  seperti  di  Indonesia  pun  mulai  marak menggunakannya.
Sebagian  besar  konsumen  pemanas  air  ini adalah  tempat  olah  raga,  tempat  rekreasi,  dan masyarakat  yang  tinggal  dikota-kota  besar.  Bagi pekerja  kantor,  rasa  lelah  setelah  bekerja seharian  dikantor  memang  menyebalkan.  Tentu mereka  memerlukan  sebuah  kenyamanan  ketika pulang  kerumah.  Kenyamanan  tersebut  antara lain  dapat  dinikmati  dengan  berendam  di  air panas

## KAJIAN TEORI

## 1. Rangkaian Sistem Minimum ATMega 8535
Sistem minimum (sismin) mikro- kontroler adalah rangkaian elektro- nik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler.
Gambar 1 .  Minimum Sistem AVR ATMega8535
Gambar 2. ATMega8535
Mikrokontroler  adalah  suatu  kepingan  IC dimana  terdapat  mikcroprosesor  dan  memori program,  serta  memori  serba  guna,  bahkan  ada beberapa  jenis  mikrokontroler  yang  memiliki ADC( Analog  to  Digital  Converter )  dalam  satu
kemasan.  Penggunaan  mikrokontroler  dalam bidang control sangat luas dan popular.
2. LCD
LCD  merupakan  salah  satu  komponen  yang penting  dalam  pembuatan  tugas  Khusu  untuk dapat  melihat  posisi  pengukuran  suhu  yang dihasilkan  dalam  mengetahui  suhu  panas  air kolam.
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS, dan RW: jalur EN dinamakan Eneble.
Gambar 3 .  tampilan LCD

## 3. Sensor Suhu
Sensor  suhu  digunakan  untuk  membaca besaran  suhu  pada  air.  Pada  alat  ini  sensor  suhu menggunakan DS18S20 yang mempunyai perubahan tegangan 10mV pada setiap perubahan  derajatnya  dan  secara  kostruksi sensor  ini  ditanam  pada  pipa  penghantar  yang ternendam  di  air,  hal  ini  untuk  menghindari terjadinya  kerusakan  sensor  akibat  kontak tegangan  (konduktansi)  terminal  sensor  apabila terhubung ke air.
Gambar 4 .  Sensor DS18S20
Berikut  ini  adalah  karesteristik  dari  sensor DS18s20
1. Hanya  memerlukan  satu  pin    port  untuk komunikasi
2. Setiap  perangkat  memiliki  kode  serial  unik 64 bit disimpan dalam sebuah ROM
3. Multi  drop  kemampuan  menyederhanakan didistribusikan suhu sensing aplikasi
4. Tidak memerlukan komponen eksternal
5. Dapat  diaktifkan  dari  jalur  data.  Power supply rentang 3.0V ke 5.5V
6. Mengukur  suhu  dari  -55  °  C  125  °  C  (-67  °  F sampai 257 ° F)
7. 0.5 C akurasi dari antara -10 ° C sampai +85 ° C
8. 9-bit resolusi thermometer
9. Mengubah suhu 750ms (maks.)
10. User-didefinisikan  nonvolatile  (NV)  alarm Pengaturan
11. Perintah  pencarian  dan  mengidentifikasi Alarm  alamat  perangkat  yang  suhu  di  luar batas diprogram (suhu Kondisi alarm)
Aplikasi  termasuk  kontrol  termostatik,  sistem industri,  produk  konsumen,  termometer,  atau termal sensitive system.

## Keypad
Keypad  atau  "bantalan  kunci"  sebenarnya adalah kumpulan dari push button yang disusun secara matrix ,  hampir  mirip  dengan dot  matrix , jika dot  matrix tersusun  oleh  kumpulan  led maka keypad tersusun  oleh  kumpulan push button .  Untuk  lebih  jelasnya  dapat  dilihat  pada gambar berikut:
Gambar 5. isi dari keypad
Gambar 6 Keypad

## PEMBAHASAN
Diagram Blok Rangkaian
Gambar 7. Diagram Blok
Desain system rangkaian terdiri dari:
1. Sensor suhu(DS18S20)
Mulai Sensor level=1 ? Setting Suhu > Nilai Suhu ? Selesai Input: Baca Nilai Suhu Air Input: Sensor Level Y T T Y Keluaran tampilan LCD “Setting Suhu “ “Suhu Panas = ºC Konfigurasi I/O Matikan Heater dan Pompa Nyalakan Heater dan Pompa Nyalakan Pompa Matikan Pompa Setting Suhu yang diinginkan
2. Mikrokontroler  ATMEGA  8535  brfungsi untuk  mengolah  data  yang  dikirim  oleh sensor  DS18S20,  keypat,  dan  oleh  sensor level  air,  selanjutnya  mikrokontroler  akan menampilkan  nilai  suhu  yang  terukur  pada LCD  kemudian  membandingkannya  dengan data  tertentu  untuk  kemudian  mengambil tindakan  (menghidupkan  / mematikan heater).
3. Relay  berfungsi  sebagai  perantara  antara mikrokontroler  yang  memiliki  tegangan  5 volt  DC  dengan heater yang  memiliki tegangan  220  volt  AC, sehingga  heater dapat dikendalikan  oleh  mikrokontroler  ATMEGA 8535.
4. Heater berfungsi  untuk  memanaskan  air tabung(tempat  air)  yang  akan  dikendalikan oleh  mikrokontroler  setelah  mendapatkan data dari sensor suhu (DS18S20).
5. Display  berfungsi  untuk  menampilkan  hasil pembacaan suhu pada sensor suhu (DS18S20) yang berada dalam bak penampung(tempat air).
6. Sensor  level  air  berfungsi  untuk  mendeteksi level  bawah  dan  level  atas  air  pada  bak penampung dan tabung pemanas.
Pompa  berfungsi  untuk  mengisi  tabung pemanas air dan tempat penampung air.

## Desain Mekanik
Dimana  system  kerja  dari  alat  ini  adalah  ketika sensor  level  air heater (  B  )  dan  kolam pemandian ( C ) belum mendeteksi adanya air / kosong,  maka  pompa  1  akan  ON  dan mengalirkan  air  dari  tandon  (  A  )  ke  dalam heater (  B  ).  Setelah  itu heater (  B  )  akan  terus mengalirkan air kedalam kolam pemandian ( C ) sampai mencapai level pada kolam pemandian ( C ). Jika sensor level pada kolam pemandian ( C ) sudah  mendeteksi  air,  pompa  1  masih  terus menyala  sampai  sensor  level  pada heater (  B  ) mendeteksi  adanya  air.  Jika  air  yang  ada  di kolam  pemandian  (  C  )  dan heater (  B  )  sudah mencapai  level,  pompa  1  akan  OFF.  Pompa  1 akan  ON  lagi  ketika  air  yang  ada  pada  kolam pemandian  (  C  )  dan heater (  B  )  kurang  dari level.
1. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Perancagan  perangkat  lunak  dimulai  dengan membuat flowchart agar apa yang
direncanakan  sesuai  dengan  program  untuk menjalankan  perintah,  baik  untuk  membaca, menulis,  maupun  untuk  membandingkan data yang dimasukkan ke dalam program.
Gambar 8. Diagram Alir Program
Dari flowchart diatas sistem kerja alurnya adalah ketika  alat  aktif  pertama  akan  mengecek ketinggian air dengan sensor level air. Jika sensor air  bernilai  1  (belum  tersentuh  air),maka  akan mngaktifkan  pompa  untuk  mengisi  air  sampai sensor  level  air  bernilai  0  (tersentuh  air)  dan mematikan  pompa.  Setelah  itu  sensor  suhu DS18S20  mengecek  berapakah  suhu  air  awal. Barulah  kita  dapat  setting  suhu  sesuai  yang  kita inginkan.

## 2. Pengujian Program Minimum Sistem
$regfile = "8535def.dat"
$crystal = 8000000
Config Porta = Input
Config Portc = Output
Led Alias Portc
Do
If Pina.0 = 1 Then
Led = &B11111110
Elseif Pina.1 = 1 Then
Led = &B111111101
Else
Led = &B11111111
End If
Loop
End

## 3. Pengujian Elektroda
If Sensor_kolam = 0 Then
Reset Pompa
Else
Set Pompa

## End If
Penjelasannya  adalah  jika  sensor  kolam  sudah terendam  air  (0)    maka  pompa  akan  mati,  jika sensor  kolam  belum  tersentuh  air  (1)  maka pompa akan aktif.
Gambar 9. Hasil Pengujian
4. Pengujian Program Senesor Suhu

## DS18S20
Sub Disp_temp(cnt As Byte , Offset As Byte)
Call Meas_to_cel(offset) Call To_decicel Home Upper Lcd "Suhu:"
W = Decicel / 10
B1 = Decicel Mod 10
Temps = Str(w)
Temps = Temps + "."
Temps = Temps + Str(b1)
Suhu = Val(temps)
Lcd Fusing(suhu , "##.#") ; " C "
End Sub

## 5. Pengujian Program LCD
$regfile = "m8535.dat"
$crystal = 8000000
Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.5 , Db5 = Portc.4 , Db6 = Portc.3 , Db7 = Portc.2 , E = Portc.6 , Rs = Portc.7
Config Lcd = 16 * 2 Cursor Off
Cls
Do
Lcd "Pengisian Air"
Lowerline
Lcd "--------------- "
Wait 1
Loop
Gambar 10 pengujian LCD

## 6. Pengujian Program Keseluruhan
Pada  pengujian  program  keseluruhan  ini dengan  memeriksa  pada  alat  pemanas  air ketika  pertama  kali  alat  diaktifkan.  Program dibuat  ketika  alat  dinyalakan  mikro  akan memeriksa  apakah  sensor  level  mendeteksi adanya  air  atau  tidak. Jika  tidak maka  dalam tampilan  LCD akan muncul  tulisan Pengisian
Air,  seperti  ditunjukkan  pada  gambar dibawah ini:
Gambar  11 . Pengisian Air
Jika  air  dalam  bak  sudah  penuh  atau  sensor level  terendam  air,  maka  layar  LCD  akan menampilkan suhu air tersebut. Seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

## Gambar 12. Suhu Awal Air
Barulah sekarang tinggal menyetting suhu air yang  diinginkan.  Penyetingan  suhu  menggunaka keypad, seperti gambar dibawah ini:
Gambar 13. Setting Suhu
Setelah proses setting suhu diatas otomatis heater akan aktif untuk proses pemanasan air sampai suhu yang diinginkan tercapai. Setelah suhu yang diinginkan tercapai maka pada LCD akan ditampilkan data seperti dibawah ini

## Gambar 14 Suhu Sudah Mencapai
Dengan Suhu Yang Disetting
Jika  suhu  yang  diinginkan  sudah  tercapai maka otomatis  heater akan berhenti atau off dan otomatis aktif lagi jika suhu turun dari suhu yang kita inginkan.
Setelah  melakukan  5  kali  pengujian  sehingga diperoleh  waktu  rata-rata  kemampuan  keceptan alat ini untuk proses pemanasan air.
Tabel1. Hasil pengujian Pengujian Suhu awal Setting suhu waktu Ke 1 26 ˚C 27 ˚C ±1 menit Ke 2 27 ˚C 29 ˚C ±2 menit Ke 3 29 ˚C 32 ˚C ±3 menit Ke 4 32 ˚C 36 ˚C ±4 menit Ke 5 36 ˚C 38 ˚C ±2 menit
Dari hasil diatas dapat disimpulkan bahwa waktu yang  dibutuhkan  untuk  proses  pemanasan  air pada  alat  ini  linear  permenit  tergantung  rentang suhu    awal  dengan  suhu  yang  di  setting.  Jadi untuk  memanaskan  air  dibutuhkan  waktu  ±  1 menit/°C.

## SIMPULAN
Dari  hasil  pelaksanaan  perancangan  alat  hingga pengujian  dan  pembahasan system maka  penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain: 1. temperature
dapat diubah dengan memberikan input pada  mikrokontroler menggunakan keypad . 2. Kinerja minimum  system sangat  dipengaruhi oleh inisialisasi awal port pada mikrokontroler.
3. Posisi  sensor  level  dan  sensor  suhu  sangat menetukan kinerja dari keseluruhan alat.
4. Output  dari  sensor  level  air  hanya  berupa logika high atau low, sehingga sensor level air dapat  disimpulkan  sebagai limitswitch atau saklar sebagai penentu kondisi air.
5. Output  dari  sensor  ds18s20  berupa  data digital  dan  dapat  dikomunikasikan  langsung dengan  mikrokontroler  tanpa  menggunakan ADC.
Kinerja  dari  hasil  masing-masing  pengujian sangat  menentukan  kinerja  dari  keseluruhan sistem.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Budiharto  Widodo,  2006, Belajar  Sendiri Membuat  Robot  Cerdas ,  PT.  Elek  Media Komputindo, Bandung.
[2]  Winoto  Ardi,  2008, Mikrokontroler  AVR ATmega8/32/16/8535 , CV. Informatika,
Bandung.
[3] Agfian, Teknik antarmuka Komputer:Konsep dan Aplikasi, edisi Pertama, penerbit : Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002.
[4] Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 ]Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Penerbit Andi : Yogyakarta