BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Umum Pada bab ini akan dibahas bagaimana proses perancangan mekanik, penyusunan, dan pembentukan rangkaian untuk merealisasikan komponen alat. Dalam hal ini arduino akan dihubungkan pada 3 sensor ultrasonic HC-SR04 sebagai pengukur jarak yang akan dimunculkan pada LCD ( Liquid Crystal Display ) dengan mengubah fungsi alat ukur masing-masing ( Inch, Cm, Mm) dari sensor ultrasonic HC-SR04 dengan tombol push on/of yang bersumber dari baterai yang dihubungkan pada regulator untuk menstabilkan tegangan. Pada pembahasan ini akan lebih difokuskan pada perancangan alat yang dibuat berdasarkan pemikiran yang berpacu pada sumber yang berhubungan dengan alat, khususnya pada pengukuran jarak yang berbasis Arduino Uno.
3.2 Perancangan Mekanik Pada perancangan mekanik menggunakan bahan material akrilik. Penggunaan akrilik dipilih karena bahan material tersebut relatif mudah
35
36
dibentuk dan ringan. Perancangan bentuk mekanik dibuat sedinamis mungkin, efektif dan efisien sesuai kebutuhan dari masing-masing penggunaan komponen. Pada perancangan bentuk mekanik ini dibuat seperti pola prisma segitiga sama kaki sehingga ketiga sisinya sama panjang. Berikut ini cara pembuatan mekanik: 1. Siapkan bahan material akrilik. 2. Lalu potong akrilik tersebut menyerupai persegi sesuai kebutuhan alat dengan ukuran panjang 42 cm dan lebar 21 cm dengan menggunakan mesin CNC ( mesin potong akrilik ) dan diberi 2 lubang pada masingmasing sisi segitiga untuk penempatan sensor ultrasonic. 3. Kemudian setelah akrilik dipotong sesuai ukuran yang dibutuhkan, maka langkah berikutnya yaitu menekuk potongan akrilik tersebut menjadi segitiga dengan panjang sisi ketiganya sama. 4. Potong kembali akrilik dengan bentuk segitiga sama kaki sebagai alas atas dan alas bawah dengan ukuran masing-masing ketiga sisinya 14 cm. 5. Pada salah satu alas segitiga dibagian tengah dipotong menyerupai persegi dengan ukuran panjang 7 cm dan lebar 2,5 cm untuk penempatan LCD dan juag diberi 2 lubang sesuai ukuran yang dibutuhkan untuk penempatan push on/of.
Gambar 3.1 Material Akrilik
37
Gambar 3.2 Desain Mekanik
Gambar 3.3 Mesin Potong Akrilik (CNC)
Gambar 3.4 Keseluruhan Mekanik
38
3.3 Perancangan Elektrikal Pada perancangan elektrik semua komponen dilakukan uji coba sebagaimana fungsi dari masing-masing komponen tersebut. Diawali dengan : 1. pembuatan regulator 5 volt. 2. Pengujian dan pemrograman sensor ultrasonic HC-SR04. 3. pengujian dan pemrograman LCD ( Liquid Crystal Display ) 4. pengujian dan pemrograman arduino dan sensor ultrasonic HC-SR04 pada LCD. 5. rangkaian elektrikal keseluruhan komponen.
3.3.1 Pembuatan Regulator 5 Volt Pada setiap komponen elektronika cenderung membutuhkan tegangan sebesar 5 volt, maka untuk memenuhi kebutuhan tersebut diperlukan sebuah sumber tegangan sebesar 5 volt yang disediakan oleh regulator. Misalnya digunakan pada rangkaian sensor ultrasonic, dan sebagainya, maka digunakan regulator untuk menstabilkan tegangan. Tegangan yang masuk melewati IC 7805 secara otomatis akan terpotong menjadi 5 volt. Pada regulator baiasanya terdapat sekring yg digunakan sebagai pemutus arus lebih. Namun pada rangkaian regulator ini tidak digunakan sekring karena arusnya konstan atau tetap. Berikut proses pembuatan regulator 5 volt : 1. Membuat rangkaian melalui software proteus yang terdiri dari komponen IC 7805, Kapasitor 100 µf dan 10 µf, Resistor , LED, konektor, terminal block, dan saklar on/of.
39
2. Setelah rangkaian dibuat di proteus lalu dikonversikan ke ares untuk siap dijadikan jalur rangkaian. 3. Cetak atau print rangkaian tersebut pada plastik transparan. 4. Kemudian sediakan papan PCB ( Printed Circuit Board ) tempelkan ke papan PCB lalu digosokkan dengan gosokkan agar menempel lekat pada papan PCB. 5. Langkah selanjutnya yaitu melarutkan rangkaian pada papan PCB dengan larutan feriklorid. 6. Setelah itu membuat lubang atau bor rangkaian yang akan dipasangkan komponen regulator. 7. Langkah terakhir yaitu solder atau hubungkan semua rangkaian komponen regulator pada jalur rangkaian yang sudah dibuat.
Gambar 3.5 Skema Regulator 5 Volt
Gambar 3.6 Rangkaian Jalur Regulator 5 Volt
40
Gambar 3.7 Rangkaian Jalur Regulator Pada PCB
Gambar 3.8 Regulator 5 Volt
3.3.2 Uji Coba Arduino dengan Sensor Ultrasonik HC-SR04 Setelah melakukan perancangan dan pembuatan mekanik pada alat yang akan dibuat, maka proses selanjutnya yaitu melakukan uji coba pada masingmasing komponen. Proses uji coba arduino dengan sensor ultrasonic HC-SR04. Uji coba ini diharapkan dapat mengetahui kinerja dan kesalahan-kesalahan atau eror pada alat yang di uji cobakan. Langkah-langkahnya sebagai berikut :
Rangkaikan arduino uno dengan sensor ultrasonic HC-SR04 ( pin Trig sensor ultrasonic dihubungkan pada pin 6 arduino dan pin Echo dihubungkan pada pin 7 arduino).
41
Lalu selanjutnya pin VCC pada sensor ultrasonic dihubungkan pada pin 5 volt arduino dan pin ground pada sensor ultrasonic dihubungkan pada pin ground arduino.
Gambar 3.9 Sketsa Arduino dan Satu Sensor Ultrasonic HC-SR04 Berikut program yang telah diuji coba :
Gambar 3.10 Program Uji Coba Sensor HC-SR04
42
3.3.3 Uji Coba LCD ( Liquid Crystal Display ) Pada bagian ini telah di uji coba fungsi dari pada komponen LCD ( Liquid Crystal Display ). LCD dirangkai terhadap arduino. Diharapkan dengan pengujian ini dapat diketahui alat berfungsi dengan baik atau alat mengalami kesalahan atau kerusakan. Pada bab sebelumnya sudah dijelaskan pin konfigurasi dari LCD 16X2. Masing-masing pin dari LCD tersebut memiliki fungsi yang berbeda. Pada Pin LCD nomor 4 (RS) merupakan Register Selector yang berfungsi untuk memilih Register Kontrol atau Register Data. Register kontrol digunakan untuk mengkonfigurasi LCD. Register Data digunakan untuk menulis data karakter ke memori display LCD. Pin LCD nomor 5 (R/W) digunakan untuk memilih aliran data apakah READ ataukah WRITE. Karena kebanyakan fungsi hanya untuk membaca data dari LCD dan hanya perlu menulis data saja ke LCD, maka kaki ini dihubungkan ke GND (WRITE). Pin LCD nomor 6 (ENABLE) digunakan untuk mengaktifkan LCD pada proses penulisan data ke Register Kontrol dan Register Data LCD. Berikut penjelasan langkah-langkahnya :
Pin RS (kaki 4) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 12
Pin E (kaki 6) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 11
Pin D4 (kaki 11) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 5
Pin D5 (kaki 12) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 4
Pin D6 (kaki 13) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 3
Pin D7 (kaki 14) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 2
43
sambungkan potensio 10 KOhm ke +5v dan GND , dan Pin LCD 3 ke potensio
Pin 5 (R/W) ke Ground
Gambar 3.11 Sketsa Rangkaian LCD dengan Potensio dan Arduino
Gambar 3.12 Rangkaian LCD pada Arduino
44
Gambar 3.13 Program LCD
3.3.4 Pengujian Arduino dan Sensor Ultrasonic HC-SR04 dengan LCD Setelah masing-masing komponen diuji coba, makan proses selanjutnya yaitu menggabungkan semua komponen menjadi kesatuan alat. Masing-masing komponen dihubungkan terhadap yang komponen yang berkaitan. Berikut ini langkah-langkahnya :
Rangkaikan arduino uno dengan sensor ultrasonic HC-SR04 ( pin Trig sensor ultrasonic dihubungkan pada pin 6 arduino dan pin Echo dihubungkan pada pin 7 arduino).
Lalu selanjutnya pin VCC pada sensor ultrasonic dihubungkan pada pin 5 volt arduino dan pin ground pada sensor ultrasonic dihubungkan pada pin ground arduino.
45
Setelah masing-masing dari pin arduino dan pin sensor ultrasonic dihubungkan, maka selanjutnya pin pada LCD dihubungkan pada pin arduino yang belum terpakai ( pin D7, D6, D5, D4, E, dan RS pada pin LCD dihubungkan pada arduino pin 8, 9, 10, 11, 12, 13 ).
Berikut ini program penggabungan dari beberapa komponen ( arduino uno, sensor ultrasonic HC-SR04, dan LCD) yang telah dirangkai.
Gambar 3.14 Elektrikal Rangkaian LCD dan Sensor HC-SR 04
Gambar 3.15 Program Sensor Ultrasonik HC-SR04 dan LCD
46
3.3.5 Elektrikal Keseluruhan Komponen Pada bagian ini membahas keseluruhan rangkaian pada komponen. Setelah komponen di uji coba satu persatu, maka masing-masing dari komponen tersebut dirangkai hingga menjadi kesatuan alat fungsi yang diinginkan. Diharapkan setelah komponen dirangkai menjadi satu alat maka dapat berfungsi dengan baik dan sesuai dengan yang diinginkan. komponen-komponen tersebut terdiri dari Arduino Uno, 3 Sensor ultrasonic HC-SR04, LCD ( Liquid Crystal Display ), Regulator 5 Volt, Tombol Push on/off, dan Baterai.
Gambar 3.16 Penggabungan Keseluruhan Komponen
