38
BAB III PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini akan dijelaskan tentang perancangan “ Alat pendeteksi dini kerusakan pada sistem pengkondisian udara” secara umum alat ini terdiri dari 2 bagian. Bagian pertama yaitu perancangan perangkat keras dan bagian kedua perancangan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri dari Arduino Duemilanove, Lm35, Photodioda, Komparator LM339 dan perangkat pendukung lainya. Perangkat lunak yang digunakan adalah Visual Basic 6.0 dan pemrograman menggunakan Arduino IDE(Integrated Development Environment). 3.1 Perancangan Rangkaian
Sensor cahaya Photodioda (2)
AC (1)
Sensor Suhu LM35 (3)
Arduino Duemilanove (4)
USB (5)
Gambar 3.1 Diagram blok rankaian Keterangan Gambar 3.1 : 1.
AC
: Objek
2.
Sensor cahaya
: Mendeteksi ON/OFF AC
3.
Sensor suhu
: Mengukur suhu yang dikeluarkan AC
4.
Arduino
: Sebagai pengolah data dari sensor 38
pc) (6)
39
5.
USB
: Sebagai pengirim data Arduino dengan PC
6.
PC
: Sebagai .user interface
Dalam perancangan suatu sistem monitoring Pengkondisian Udara harus mempunyai kualitas hasil pengukuran yang baik, karena itu pemilihan tipe sensor yang mendukung proses dari sistem monitoring ini sangat mempengaruhi. Sensor yang dipilih itu harus sensor yang berakurasi tinggi, tahan terhadap gangguan dari luar, mempunyai respon yang cepat terhadap perubahan juga mudah dikontrol oleh microcontroller. Sensor suhu LM35 merupakan sensor dengan teknologi digital dan tingkat ketelitian yang cukup tinggi. Pada bagian perancangan ini, pertama akan membahas tentang sistem kerja alat ukur. Dari sini kemudian akan disusun penggunaan komponen-komponennya.
40
. Gambar 3.2 Flow chart Sistem Pendeteksi kerusakan AC Dari gambar 3.2 terlihat awal proses berupa pendeteksian apakah hubungan komunikasi dengan PC telah tersedia. Fungsi alat berlangsung selama tidak ada komunikasi antara Arduino dengan PC. Hasil pengukuran oleh sensor akan diproses di mikrokontroler lalu hasil proses setelah itu akan di tampilkan di PC. Secara umum diagram di atas menggambarkan bahwa sistem terdiri dari input, proses (pengolah data) dan output. Bagian input terdiri atas sensor suhu, sensor cahaya dan komparator yang akan mengubah sinyal analog dari photo dioda menjadi sinyal digital. Proses terdiri dari Arduino Duemilanove
yang
kemudian ditampilkan pada Personal Computer dengan Program Visual Basic 6.0
41
3.2 Perancangan Perangkat keras Perancangan perangkat keras meliputi perancangan box rangkaian, perangkaian Photodioda, Komparator, Lm35 dan rangkaian pin Papan Arduino Duemilanove. 3.2.1
Perancangan Box Rangkaian Sistem perancangan box rangkaian yang dibuat untuk menyimpan
perangkat keras ini yaitu menggunakan box plastik :
Sensor cahaya
Usb
Arduino Duemilanove
Komparator Sensor Suhu
Modul mikro perangkat keras
Usb
Modul Mikro Perangkat lunak Gambar 3.3 Perancangan Rangkaian 3.2.2 Photodioda Sensor photodioda dalam rangkaian ini berfungsi sebagai sensor yang mendeteksi apakah sistem Pendingin udara (AC) dalam keadaan ON/OFF, pada
42
sistem pendingin mempunyai lampu indikator yang menandakan sistem tersebut dalam keadaan ON/OFF. Apabila Sistem pendingin sedang bekerja maka lampu indikator akan menyala. Cahaya lampu ini oleh photo dioda kemudian diubah menjadi sinyal listrik (Arus listrik) oleh photo dioda, Kemudian sinyal yang dihasilkan dimasukan kedalam komparator agar bisa menghasilkan sinyal digital, dan dimasukan dalam pin digital arduino duemilanove sebagai sinyal input bagi Arduino board.
Gambar 3.4 Flow cart Photodioda terkena cahaya
43
Gambar 3.5 Flow cart Photodioda tidak terkena cahaya
3.2.3 Komparator Komparator adalah salah satu aplikasi dari Op-Amp (Operational Amplifier), dimana memiliki fungsi membandingkan besar dua potensial yang diberikan.
44
A
+ out
B
-
Gambar 3.6 Simbol komparator Cara kerja dari piranti komparator adalah membandingkan beda potensial yang diberikan pada input terminal A (+) dan B (-). Jika tegangan A > B maka out akan saturasi, jika tegangan A < B atau A = B maka out = 0. Bentuk fisik IC (Integrated Circuit) dari komparator LM339 adalah sebagai berikut :
Gambar 3.7 PIN LM339
IC komparator yang digunakan adalah LM339 dengan konfigurasi pinout tampak seperti pada gambar di atas. Didalam kemasan IC LM339 terdapat 4
45
modul komparator sekaligus. Dengan demikian memudahkan kita untuk melakukan ekspansi. 3.2.3.1 Skema komparator dengan sensor Photodioda
Sinyal keluaran dari photo dioda dihubungkan dengan komparator LM 33 . Tegangan masukan kemudian di komparasi. Tegangan masuk =>3V
Gambar 3.8 Rangkaian Komparator dengan Photodioda 3.2.4 LM35 LM35 disini akan digunakan sebagai sensor suhu dengan akurasi tinggi pada pengukuran suhu antara(-55°C - 150°C),
LM35 mendeteksi suhu yang
dikeluarkan Sistem pendingin dan mengkonversi suhu dengan besaran Celsius menjadi tegangan dengan suhu sekitar -55°(550mV) sampai 150°(1,5V) kemudian diproses oleh mikrokontroler Arduino duemilanove. Pin power 5V dari Arduino duemilanove dihubungkan dengan kaki Vcc dari LM35, pin GND Arduino dihubungkan dengan kaki GND LM35, dan kaki Vout LM35 dihubungkan dengan pin Input Analog A0.
46
3.2.5 Perancangan Pin Input dan Output Arduino Arduino Duemilanov dapat diaktifkan dengan tegangan dari koneksi USB atau dengan catu daya eksternal yang berkisar antara 6V sampai 20V, yang disarankan 7V- 12V. Jika menngunakan lebih dari 12V, regulator tegangan cepat panas dan cepat merusak Board Arduino, jika tegangan kurang dari 7V kemungkinan tegangan pada pin 5V akan kurang dari 5V. Pin-pin yang digunakan pada pin Arduino Deumilanove
Pin Analog A0 : digunakan sebagai pin input dari sensor LM35 Evaporator.
3.3
Pin GND : untuk grounding.
Pin 5V : digunakan untuk LM35.
Pin digital 2 : digunakan untuk pin input dari photodioda.
Perancangan Perangkat Lunak Setelah proses rangkaian selesai dibuat langkah selanjutnya adalah membuat
perangkat lunak. Spesifikasi perangkat lunak yang akan dirancang meliputi : Perangkat lunak/program Arduino IDE untuk keperluan komunikasi mikrokontroler dengan komputer PC Perangkat lunak/program bahasa visual basic sebagai tampilannya 3.3.1 Perancangan Software Arduino Untuk menyelesaikan rangkaian diatas agar bisa bekerja sesuai dengan yang kita inginkan, maka langkah selanjutnya adalah membuat program lunak yang akan diupload ke Arduino board.
47
Adapun bahasa pemrograman yang akan digunakan adalah sebagai berikut: Void setup : berfungsi untuk menentukan pin-pin yang akan digunakan sebagai input atau output pinMode : berfungsi mendefinisikan pin yang dipakai untuk keluaran dan masukan VoidLoop : untuk merubah dan merespon program yang dibuat int Tempin : untuk membaca sensor LM35
Aktifkan Program Arduino lalu buat program pada sketch Arduino sebagaimana pada gambar dibawah ini lalu Save program setelah muncul done saving selanjutnya program dikompile (
) untuk memeriksa apakah program
sudah benar. Setelah program di compile dan tidak ada kesalahan maka akan tampil done compiling yang berarti program sudah siap untuk di upload
48
Gambar 3.9 Program Arduino berhasil dicompile 3.3.2 Perancangan Tampilan Visual Basic Visual Basic mempunyai program dengan aplikasi grafichal user interface (GUI) yang dapat menjadikan pemakai komputer dapat berkomunikasi langsung dengan
komputer
tersebut
menggunakan
grafik
atau
gambar.
Dengan
menggunakan. Komunikasi Serial yang sudah dikemas pada software Arduino menjadikan pengguna bisa berkomunikasi dengan Arduino melalui GUI. Program tampilan yang dibuat menggunakan Visual Basic 6.0 akan lebih memudahkan
49
untuk melihat hasil pengukuran yang di dapat dari Arduino dan mengkontrol keadaan AC. 3.3.2.1. Memulai Visual Basic 6.0 Aktifkan VB 6 melalui tombol Start > Programs > Microsoft Visual Studio 6.0 > Microsoft Visual Basic 6.0.
Gambar 3.10Memulai Visual Basic 6.0 Tunggulah beberapa saat hingga muncul tampilan berikut :
Gambar 3.11 kotak dialog new project Sehingga muncul tampilan form, Kenali bagian-bagian pada Tool Box
50
Gambar 3.12 Jendela Toolbox beberapa objek yang digunakan : Form 8 Label 7 Shape 1 Mscomm 2 Frame Klik komponen Label di dalam ToolBox kemudian “gambar” object Label1 di dalam Form dengan cara drag-drop. Lakukan langkah yang sama untuk object Lainnya. Object Mscomm jika tidak ada pada komponen Toolbox, pada kolom Tolbar pilih Project=>Components=>controls=>Microsoft Comm Control 6. 0.
51
3.3.2.2 Perancangan Tampilan Menu Utama Perancangan form ini dimaksudkan untuk melihat informasi AC dalam keadaan ON/OFF dan tingkat suhu secara realtime dari hasil pengukuran.
Gambar 3.13 Form pendeteksi dini kerusakan AC
3.4. Perancangan DFD(Data Flow Diagram) Pada bagian ini akan dibuat deskripsi rinci dari perangkat lunak, yaitu data flow diagram yang akan digunakan pada system yang akan dibuat.
52
1. Data Flow Diagram saat AC OFF
Gambar 3.14 Data Flow Diagram saat AC OFF
53
2. Data Flow Diagram saat AC ON
Gambar 3.15 Data Flow Diagram saat AC ON
Keterangan pada gambar: Untuk mengetahui apakah AC dalam keadaan ON/OFF digunakan frame indicator ON/OFF, Jika AC ON maka Shape bulat pada indikator ON/OFF akan berwarna kuning dan jika AC OFF maka Shape bulat akan berwarna Merah sebagaimana keterangan di sampingnya.
54
1. Data Flow Diagram AC Tidak dingin
Gambar 3.16 Data Flow Diagram saat AC tidak dingin
55
2. Data Flow Diagram AC kurang dingin
Gambar 3.17 Data Flow Diagram saat AC kurang dingin
56
3. Data Flow Diagram AC dingin
Gambar 3.18 Data Flow Diagram saat AC dingin
Keterangan gambar Frame Kondisi AC akan menentukan apakah AC dalam kondisi dingin atau tidak, 1. Suhu <19° AC dalam kondisi Dingin indikator berwarna kuning 2. Suhu <23°AC dalam kondisi Kurang dingin indikator berwarna biru. 3. Suhu >23°AC dalam kondisi tidak dingin indikator berwarna merah.
57
3.5 Ports (Comm & LPT) Untuk menampilkan program Arduino dalam visual Basic 6.0 penggunaan Ports(Com &LPT) yang digunakan harus memperhatikan hal-hal berikut: Memperhatikan port (COM) yang digunakan oeh Arduino, untuk dapat mengetahui port yang digunakan oleh Arduino dengan cara Star/My computer klik kanan/Manager/ device manager/ Ports (COM) dengan ini kita akan tahu port berapa yang digunakan. Pada saat peng-inputan program diForm1 pada Visual Basic 6.0 Commport nya harus sama dengan port yang digunakan oleh Arduino agar komunikasi dapat berjalan pada Serial Port Com. Pada saat Program Visual Basic 6.0 dijalankan dan program Arduino tidak dapat meng-Upload ke papan Arduino karena pada program ini sama-sama menggunakan port yang sama. 3.6 Membuat file exe Setelah program selesai buat, untuk lebih mudah dalam penggunaannya maka sebaiknya dibuat sebuah file dalam bentuk EXE agar program bisa dijalankan pada komputer yang tidak memiliki program visual basic. Untuk membuat kompilasi program lakukan langkah-;angkah seperti dibawah ini : 1. Buka program yang akan dikompilasi(misalnya kontrol AC) 2. Klik menu file, pilih Make Kontrol AC.exe. 3. Tulis make file EXE (misalnya Kontrol AC) 4. Tentukan posisi penyimpanan file tersebut (misalnya pada desktop) 5. Kemudian pilih OK.
