BAB 3 PERANCANGAN SISTEM Secara umum, sistem ini tersusun dari beberapa bagian seperti yang terlihat pada gambar 3.1 di bawah ini.
Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem
33
34
•
Modul Utama Pada Modul Utama terdapat DS1307 (Real Time Clock), LCD 20x4, Relay AVR, dan sensor suhu. RTC ini berfungsi untuk memperkirakan waktu. DS1621 berfungsi untuk mengetahui suhu yang terdapat dalam gedung rumah walet tanpa harus memasuki gedung rumah walet tersebut. Dalam sistem ini juga terdapat Relay yang akan bekerja sejalan dengan sensor suhu, yaitu ketika suhu didalam ruangan melebihi suhu yang telah ditetapkan (28oC) maka relay yang dihubungkan dengan lampu akan aktif. Data yang diperoleh akan di proses oleh AVR dan hasilnya akan ditampilkan di LCD berukuran 20x4
•
Modul Sensor Depan dan Sensor Belakang Sistem ini menggunakan 60 buah LED infrared dan photodiode yang dipasangkan secara sejajar dengan masing-masing LED infrared ataupun photodiodanya, jarak antara masing-masing infrared dan photodioda adalah 1cm dengan harapan ketika ada burung yang akan masuk ataupun keluar maka dapat di deteksi dengan tingkat akurasi yang baik. Dalam sistem ini diguanakan 16 buah komparator jenis IC LM339 yang dalam pembuatannya IC LM339 ini akan dibagi menjadi 2 buah modul yaitu modul sensor depan dan belakang, yang masing-masing modul akan terdapat 8 buah IC LM339 dan pada IC ini akan dipasangkan dengan photodiode yang bertujuan agar tegangan yang terbaca dapat dibandingkan oleh komparator. Pada setiap modul komparator ini terdapat satu buah mikrokontroler AVR yang berfungsi untuk mendeteksi apakah yang lewat pada lubang ini berupa burung atau bukan dengan cara meliat jumlah photodioda yang tidak terkena sinar infrared. Apabila pada bagian horizontal terdapat photodioda yang tidak terkena sinar sebanyak lebih besar dari 12 buah dan pada bagian vertikalnya terdapat lebih besar dari 4, maka AVR akan mengartikan ini sebagai burung. Apabila salah satu atau seluruh syarat tersebut tidak terpenuhi, maka akan dianggap bukan burung.
35
3.1. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Gambar 3.2 Skematik Modul Utama Sistem
3.1.1.
DS1307 (Real Time Clock) Dalam sistem ini menggunakan Real Time Clock jenis DS1307, tujunan menggunakan RTC ini untuk men-set waktu, tanggal, dan hari. Sehingga pada saat penyimpanan data jumlah burung dapat diketahui tangaal dan bulan penyimpanannya.
Gambar 3.3 Contoh Format DS1307
36
DS1307 merupakan jenis RTC yang memuat daya yang rendah, full BCD/kalender ditambahkan dengan 56 bytes SRAM. Pengiriman alamat dan data melalui 2 arah kawat bus. Waktu /kalender terdapat didalamnya detik, menit, jam, hari, bulan dan informasi tentang tahunnya.
Gambar 3.4 Konfigurasi Pin DS1307
DS1307 dapat membangun
tenaga rangkaian yang mana
dapat mendeteksi tenaga yang gagal dan secara otomatis switch akan memberikan daya dari supply. Untuk lebih lengkapnya lihat pada lampiran datasheet.
Gambar 3.5 Rangkaian DS1307
37
3.1.2.
LCD 20x4
Gambar 3.6 Rangkaian LCD
Untuk tampilan dalam sistem walet ini digunakan sebuah LCD dengan ukuran 20x4, untuk menampilkan waktu, tanggal, bulan, jumlah burung yang terdapat di dalam gedung rumah walet tersebut, dan juga akan menampilkan besarnya suhu yang terdapat dalam gedung tersebut.
38
3.1.3.
Modul Suhu DS1621
Gambar 3.7 Rangkaian DS1621
Sensor di bidang industri maupun yang lainnya sangat dibutuhkan karena dengan adannya sensor maka bidang-bidang industri dapat dengan mudah dapat mengendalikan peralatan dari jarak jauh. Sensor dapat dimanfaatkan jika terdapat rangkaian ADC maupun DAC dan dibutuhkan suatu kalibrasi agar sensor dapat mengukur suatu besaran dengan tepat. Dengan menggunakan sensor DS1621 maka hal itu tidak diperlukan karena DS1621 tersebut merupakan suatu sensoryang ‘pintar’ (Intelegent Censor). DS1621 ini tidak membutuhkan mikrokontroler dan tidak membutuhkan kalibrasi. Sensor tersebut akan merespon suhu yang ada didalam sangkar burung walet dan menampilkannya di sebuah LCD 20x4, dengan adanya sensor tersebut maka suhu ruangan sarang burung walet dapat disesuaikan suhunya dengan suhu yang disukai oleh burung walet.
39
3.1.4.
MAX232
Gambar 3.8 Rangkaian MAX232
Merupakan sebuah jenis IC dengan fungsi secara umum yaitu sebuah konverter dari mokrokontroler ke serial port untuk dapat dibaca dalam output lainnya seperti PC komputer. IC MAX-232 adalah sebuah IC yang mengubah level tegangan TTL ke RS-232 atau sebaliknya. IC ini didukung dengan anti noise yang baik serta aman ketika terjadi "short circuit". Akan tetapi pada aplikasi-aplikasi tertentu tidaklah terlalu esensial selalu menggunakan MAX-232 ini.
40
3.1.5.
Modul LM339
Gambar 3.9 Skematik Modul Komparator
IC ini merupakan jenis IC linier, LM339 mempunyai 4 tegangan komparator sendiri. Di desain khusus untuk operasi dari single power supply dengan nilai tegangan yang luas. Dalam sisitem ini digunakan IC tersebut sebagai komparator untuk dihubungkan pada semua jalur photodioda, tujuannya supaya nilai yang dihasilkan photodioda lebih akurat karena apabila tidak menggunakan IC komparator tersebut maka AVR tidak akan dapat membaca nilai dari photodioda yang mempunyai nilai minimal sebesar 3,00 Volt (nilai yang dapat dibaca oleh AVR untuk mendeteksi logika ”0” maksimal 2,5V). Jadi, fungsi dari komparator yang kami gunakan adalah sebagai filter tegangan.
41
3.1.6.
Modul Photodioda dan Infrared
Gambar 3.10 Skematik Modul Photodioda
Photodioda dan sensor Infrared dalam sistem ini digunakan untuk mendeteksi jumlah burung Walet yang akan masuk dan keluar.Modul ini di pasangkan berhadapan depan dengan yang belakang dan ditempelkan di sebuah balok kayu dengan ukuran dan jarak yang sudah diperhitungkan. Dibawah ini adalah rancang bangun yang sudah didesain sedemikian rupa: Sistem sensor ini menggunakan 60 buah infrared sebagai sensornya dan 60 buah photodiode yang dibagi menjadi 30 buah di depan dan 30 buah di belakangnya.modul tersebut dipasangkan didepan dan dibelakang dengan tujuan untuk mendeteksi apakah burung walet tersebut akan masuk atau keluar.
42
Sensor infrared dipasangkan pada papan kayu dibagian atas dan samping kanan,sedangkan untuk photodiode dipasangkan dibawah dan sebelah kirinya.jarak antara photodiode ataupun sensor infrared yang satu dengan yang lainnya yaitu sekitar 1 cm, dengan tujuan supaya pendeteksian burung waletnya lebih akurat.
3.2. Perancangan Perangkat Lunak (Software) 3.2.1.
Algoritma Sistem Algoritma dari program yang ditanamkan ke dalam mokrokontroler adalah sebagai berikut : Pertama-tama algoritma pada main modul akan menampilkan jumlah burung dan besarnya suhu secara real time. Kemudian ditetapkan sebuah variable (sistem menggunakan nama get_inside dan get_outside) yang berfungsi sebagai penanda agar program pendeteksian dan penghitungan jumlah burung dapat dilakukan serta memasukan jumlah burung ke dalam variabel bird. Get_inside dan get_outside didapatkan dari output modul komparator yang mempunyai program yang berfungsi sebagai pendeteksi
burung.
Pada
program
yang
terdapat
dalam
mikrokontroler modul komparator setiap pin-pin yang dipakai untuk mendeteksi burung dimasukan ke dalam array-array dengan nama length
dan
side.
Length
merepresentasikan
pin-pin
pada
mikrokontroler yang terhubung ke output dari komparator yang memiliki input dari photodiode bagian atas (panjang), sedangkan side merepresentasikan pin-pin mikrokontroler yang terhubing ke output komparator yang mempunyai input dari photodiode bagian samping (tinggi). Apabila array length memiliki lebih dari 12 buah variable yang mempunyai logic 1 dan array side memiliki lebih dari 4 buah variable
yang
mempunyai
logic
1
maka
PORTC.0
dari
mikrokontroler ini akan mengeluarkan output (logic 1) kepada mikrokontroler di modul utama.
43
Pada mikrokontroler modul utama ini, pertama-tama akan menginisialisasi LCD, RTC, dan sensor suhu. Program akan mengambil nilai-nilai dari RTC yang dimasukan ke dalam variabel date, month, year, h (hour), m (minute), dan s (second). Lalu mikrokontroler juga akan mengambil nilai dari dua buah sensor suhu pada address0 dan address1 kemudian dimasukan ke dalam variabel temp0 dan temp1. Apabila pada variabel temp0 dan temp1 memiliki nilai suhu lebih besar sama dengan 280 maka program akan mengaktifkan PORTB.0 yang terhubung dengan relay. Dalam
modul
utama
ini
juga
terdapat
input
dari
mokrokontroler modul komparator pada PORTD.5 dan PORTD.6. PORTD.5 sebagai pin penerima input modul komparator yang mendeteksi burung dari photodiode lapisan luar, sedangkan PORTD.6 sebagai pin penerima input modul komparator yang mendeteksi burung dari photodiode lapisan dalam. Apabila pada program, PORTD.5 aktif maka variabel flag_in akan menjadi 1. Sedangkan, apabila PORTD.6 aktif maka variabel flag_out akan menjadi 1. Apabila variabel flag_in terlebih dahulu memiliki nilai 1 maka program akan menunggu variabel flag_out sampai bernilai 1 juga, apabila syarat sudah terpenuhi maka variabel bird akan ditambahkan 1. Demikian juga sebaliknya, Apabila variabel flag_out terlebih dahulu memiliki nilai 1 maka program akan menunggu variabel flag_in sampai bernilai 1 juga, tetapi setelah itu, apabila syarat sudah terpenuhi maka variabel bird akan dikurangi dengan 1. Kemudian algoritma akan menjumlahkan seluruh hasil variabel bird, yang kemudian akan ditampilkan ke modul LCD 20x4 bersama dengan waktu, tanggal, bulan, tahun, dan nilai suhu.
44
3.2.2.
Diagram Alur (Flowchart) Sistem
Gambar 3.11 Diagram Alir Main Modul Sistem
45
Gambar 3.12 Diagram Alir Modul Komparator Sistem
46
3.3. Rancang Bangun Alat ini akan ditempatkan di bagian dalam dari lubang masuk burung walet. Alat ini akan diletakan setelah lorong dengan panjang satu meter yang menutupi lubang masuk agar dapat meminimalisasi cahaya.
Gambar 3.13 Rancang Bangun Tampak Samping
Gambar 3.14 Rancang Bangun Tampak Depan
