BAB III PERANCANGAN ALAT UKUR KECEPATAN PUTAR DENGAN MENGGUNAKAN ROTARY ENDOCER 3.1 Blok diagram umum Tahapan yang wajib dilakukan berikutnya adalah membuat rancangan. Berikut ini blok digram yang menggambarkan seluruh bagian alat dan urutan kerjanya.
Gambar 3.1. Blok diagram umum Pada bab III ini akan dibahas perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). 3.2 Perangkat keras 3.2.1 Motor DC Alat ini menggunakan motor DC sebagai simulasi dari benda yang bergerak berputar (cycle). Motor DC ini digerakkan oleh listrik arus searah yang didapatkan dari voltage regulator (pengatur tegangan). Putaran pada motor DC ini berbanding lurus dengan tegangan 26
27
masukan yang diberikan, sehingga jika kita mengubah-ubah tegangan masukan (Vin), maka putaran motor akan berubah. Pada perancangan alat ini, penulis melakukan reuse (menggunakan kembali) barang bekas pakai, yaitu motor DC bekas mainan mobil tamiya. Selanjutnya, motor DC dihubungkan dengan piringan (disc) yang merupakan media untuk memberikan masukan putaran bagi perangkat sensor rotary encoder.
Gambar 3.2. Contoh motor DC mobil Tamiya (http://jualtamiya.blogspot.com/) 3.2.2 Optical rotary encoder Merupakan salah satu sensor kecepatan yang banyak digunakan untuk mengetahui kecepatan putar suatu alat. Secara umum, perangkat ini terdiri dari piringan (disc) yang sudah diberi lubang, dan transmitter dan receiver infra merah. Pada alat ini, sensor rotary encoder dihubungan dengan motor DC. Cara yang dilakukan adalah dengan memasangkan piringan (disc) pada bagian motor DC yang berputar. Disc harus dipasang dengan kuat untuk menjegah disc terlepas saat berputar dengan kecepatan tinggi, lihat gambar 3.3. Bagian lain pada rotary encoder adalah transmitter dan receiver infra merah yang dipasang mengapit disc, seperti halnya rem cakram pada sepeda motor.
28
Gambar 3.3. Ilustrasi hubungan rotary encoder dengan motor DC Selanjutnya keluaran dari rotary encoder dimasukkan ke pin 2 di Arduino Uno yang merupakan pin interrupt eksternal, lihat gambar 3.4 dan gambar 3.5.
Output rotary encoder
Gambar 3.4. Keluaran dari rotary encoder
29
Gambar 3.5. Keluaran dari rotary encoder masuk ke pin 2 3.2.3 Arduino Uno board Pada perancangan perangkat keras, Arduino Board berfungsi sebagai mikrokontroller sekaligus antarmuka dimana pada rangkaian antarmuka tersebut sinyal data akan diubah menjadi sinyal listrik bertegangan 12VDC untuk menggerakkan motor-motor. Pada Arduino Board terdapat pin-pin yang berguna membawa saluran pembawa informasi, dalam hal ini penulis menggunakan pin 2 untuk menerima masukan yang berasal dari keluaran sensor rotary encoder.
30
Gambar 3.6. Modul Arduino Uno 3.2.4 Arduino Ethernet Shield board Arduino ethernet shield adalah alat yang dapat menghubungkan arduino ke jaringan, baik lokal maupun internet. Arduino ethernet shield dapat langsung dihubungkan dengan Arduino Uno dengan cara menancapkan pin-pin (male) pada bagian bawah ethernet shield board ke pin-pin (female) pada bagian atas arduino Uno, kemudian hubungkan dengan jaringan melalui kabel RJ45 dan mengikuti instruksi sederhana, maka anda akan bisa terhubungan dengan jaringan.
Gambar 3.7. Board Ethernet Shield
31
ATAS
BAWAH
Gambar 3.8. Pemasangan arduino ethernet shield (atas) pada arduino uno (bawah) 3.3 LAN (Local area Network) Merupakan jaringan lokal yang dapat menghubungkan lebih dari 1 komputer menggunakan ethernet hub. Melalui LAN inilah, informasi yang didapatkan dari sensor rotary encoder disampaikan ke client. Perangkat arduino uno yang sudah diintegrasikan dengan arduino ethernet shield dapat dihubungan ke ethernet hub dan memiliki ip address tertentu. Client yang terhubungan LAN yang sama dengan perangkat arduino tersebut dapat melihat data hasil pengukuran dengan menggunakan browser dengan cara mengakses ip address yang sudah ditentukan. Dengan penggunaan LAN ini, user dapat melihat hasil pengukuran dari lokasi yang berbeda dengan lokasi sensor. Hal ini memungkinkan adanya efisiensi waktu dalam pengukuran, karena dapat dilakukan dengan jarak jauh.
32
3.3.1 Ethernet hub Ethernet hub digunakan untuk menghubungkan perangkat arduino yang berfungsi sebagai sensor rotary encoder untuk mengukur kecepatan putar dengan client yang berfungsi untuk melihat hasil pengukuran menggunakan web browser. 3.3.2 RJ 45 Untuk menghubungkan perangkat dengan ethernet hub, dibutuhkan connector RJ 45. Connector ini digunakan untuk menghubungkan kabel UTP ke ethernet hub, client, dan arduino ethernet shield. 3.4 Perangkat lunak (software) Untuk dapat memfungsikan alat seperti yang kita inginkan. Maka harus dibuat program untuk mengatur mikrokontroler arduino uno sehingga dapat menampilkan apa yang kita inginkan. Pemrograman arduino sangat terbantu dengan adanya library yang disediakan oleh pembuat arduino atau oleh pemrogram lainnya yang dapat kita unduh secara bebas dari internet. Pada pemrograman alat ini, penulis menggunakan 2 library, yaitu ethernet shield dan timer. Pemrograman perangkat lunak dibangun berdasarkan algoritma seperti di bawah ini. 1. Mulai 2. Inisialisasi Mac address dan IP address 3. Inisialisasi port server = 80 4. Inisialisasi timer 5. Inisialisasi pin 2, interrupt eksternal 6. Cek masukan pada pin 2 7. Repeat
33
8. Kirim data ke 192.168.1.177 9. Repeat
34
Selanjutnya, dibuat diagram alir. Dengan diagram alir akan tampak simulasi kerja dari mikrokontroler. Berikut ini adalah diagram alir yang dibuat untuk merancang perangkat lunak.
MULAI
Persiapan sistem
Baca masukan di pin 2
Hitung RPM
Input = 0 ?
Tampilkan hasil pada display
Gambar 3.9. Diagram alir
Tampilkan hasil pada display
