PERANCANGAN RANGKAIAN DAN INSTALASI ELEKTRONIK ALAT MOTORCYCLE TIMING METER UNIT (MOLET)
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Husnia Fajar Nuraini 13.11.7557
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2016
PERANCANGAN RANGKAIAN DAN INSTALASI ELEKTRONIK ALAT MOTORCYCLE TIMING METER UNIT (MOLET) Husnia Fajar Nuraini1), Sudarmawan2) 1,2)
Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283
Email :
[email protected]),
[email protected])
memiliki keakuratan waktu 1/100 detik. Sedangkan jika pada saat latihan ingin menggunakan alat pengukur waktu seperti yang digunakan pada ajang kompetisi resmi, akan membutuhkan waktu, tenaga dan biaya yang sangat banyak dalam sekali penggunaan. Dengan adanya masalah tersebut, maka didapat rumusan masalah, yaitu: bagaimana membuat rangkaian dan instalasi elektronik Alat Motorcycle Timing Meter Unit.
Abstract - Time measurement in dragbike race competition is so important. High accuracy in measuring time is a main factore in desiding the winner. If we look at the competition it will measure the time spent along the arena, using four sensors in every line which connect to two pieces of 201meters cables with 1/1000 secon accuracy. The result will be process by computer and return manually. Racers practices to get the best result in competition and they usually use stopwatch or mobilephone timer to tell them the time. But unfortunetly those are not realy helpful because it only has 1/1000 secon accuracy. They need a tool which has similiar or even identic accuracy to tell the real time spend. The problem is that this kind of tools is so expensive and complicated.The goal of this research is to design a more simple tool to measure time which have 1/1000 secon accuracy by using command electonic components such as microcontoller, Atmega32, sensor, LCD and regulator. The components are design to be a small box that could be put in the middle of handle.MOLET will be easy operated and provided in low cost so every motor dragbike racers could support their need in practice in dragbike training. Keywords - MOLET , Microcontroller , ATMega32 and Hall Effect Magnetic Sensor
2. Dasar Teori Mkrokontroler adalah sebuah system computer yang seluruh atau sebagian besar elemenya dikemas dalam satu keping IC (integrated circuits) sehingga sering disebut mikrokomputer chip tunggal. Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan system computer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan personal computer (PC) yang memiliki beragam fungsi [1].
1. Pendahuluan Dragbike merupakan sebuah ajang kompetisi adu kecepatan kendaraan motor beroda dua yang memiliki 2 jalur lurus dengan panjang 201meter. Dalam kompetisi ini keakuratan penghitungan waktu yang tinggi merupakan faktor utama dalam penentuan kemenangan. Dalam kompetisi resmi drag bike keakuratan waktu mencapai 1/1000 detik dengan penggunaan 4 sensor dalam setiap line yang dihubungkan dengan 2 buah kabel yang masing-masing memiliki panjang 201 meter kemudian waktu tempuh motor diperoleh ketika motor mencapai garis finish yang dicatat pada komputer dan juga bantuan pencatatan waktu secara manual. Untuk mencapai waktu yang diharapkan, diperlukan training job atau latihan sebelum ajang kompetisi berlangsung dengan menggunakan alat pengukur waktu yang miliki keakuratan yang sama atau mendekati keakuratan alat penghitung waktu pada kompetisi drag bike. Saat ini alat pengukur waktu yang biasa digunakan untuk latihan atau training job adalah stopwatch ataupun timer pada smartphone yang hanya
Gambar 1. Atmel Atmega32 (source: wikipedia.org) Mikrokontrontroler bisa diumpamakan sebagai bentuk minimum dari sebuah mikrokomputer. Ada perangkat keras dan perangkat lunak, dan juga ada memori, CPU, dan lain sebagainya, yang terpadu dalam satu keeping IC. Demi kebutuhan masa kini, Mikrokontroler menjadi dalah satu pilihan sebagai alat control yang fleksibel dan mudah dibawa kemana-mana serta dapat diprogram-ulang (programmable). Dalam perkembanganya, mikrokontroler telah mengambil peran penting dalam dunia system elektronika, terutama dalam aplikasi elektronika konsumen [2].
1
perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya.
2.1 Konfigurasi Pin ATmega32
Gambar 5. Hall Effect Sensor 2.5 ACCU Gambar 2. Konfigurasi Pin ATmega32 Atmega32 memiliki 40 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda, baik sebagai Port maupun fungsi yang lainya. Gambar tersebut menjelaskan fungsi dari masing-masing kaki Atmega32. 2.2 Kristal Gambar 6. Accu Accu digunakan sebagai pensuplai daya sebesar 12 volt kepada mikrokontroller. Accu selalu tersedia pada setiap sepeda motor sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pensuplai daya tanpa memelukan tambahan komponen pensuplai daya. Gambar 3. Chrystal 3. Metode Penelitian 3.1 Alat Dan bahan Penelitian Alat penelitian dalam perancangan rangkaian elektronik alat Motorcycle timing meter unit adalah berbasis Atmega32 yang berupa komponen perangkat keras. Perangkat keras yang digunakan meliputi komponenkomponen elektronik yang dibutuhkan dalam pembuatan rangkaian elektroniknya. Alat penelitian yang digunakan adalah:
Kristal (X-tal) adalah komponen elektronik yang menggunakan resonansi mekanis yang bergetar dengan bahan piezoelektrik untuk menciptakan sebuah sinyal listrik dengan ketepatan frekuensi yang tinggi dan biasa digunakan untuk mengatur frekuensi pada suatu rangkaian.[3]. 2.3 LCD
3.1.1 Perangkat Keras Perangkat keras yang digunakan untuk memnuhi penelitian ini adalah Komputer AMD athlon (tm) IIX2255, Mikrokontroler atmel Atmega32, Sensor Hall Magnetic, Papan PCB, Ferri Klorida, Resistor 1k Ohm, Kapasitor, Kristal, Transistor, Dioda, LCD, Buttom dan ACCU.
Gambar 4. LCD LCD merupakan jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang.Kini LCD mendominasi jenis tampilan untuk komputer meja maupun notebook karena membutuhkan daya listrik yang rendah, bentuknya tipis, mengeluarkan sedikit panas, dan memiliki resolusi tinggi.
3.1.2 Perangkat lunak Perangkat lunak yang digunakan untuk memenuhi penelitian ini adalah Diptrace yang digunakan untuk merancang rancangan elektronika dam software ISIS Proteus untuk melakukan percobaan/experimen secara software.
2.4 Hall Effect Magnetic Sensor Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan
2
3.2 Perancangan sistem 3.2.1 Konsep Dasar Dalam konsep perancangan rangkaian elektronik dalam pembuatan Motorcycle timing meter unit ini diharapkan dapat digunakan pada alat MOLET yang memiliki kepresisian waktu dengan rangkaian elektronik yang lengkap sesuai kebutuhan yang diharapkan. 3.2.2 Rangkaian Sistem Minimum Atmega32 Rangkaian sistem minimum Atmega32 berfungsi sebagai rangkaian dasar dari rangkaian elektronik yang akan dibuat. rangkaian pada Atmega32 ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar 9. Desain Jalur PCB pada Diptrace 3.2.5 Pembuatan PCB Urutan pembuatan PCB adalah sebagai berikut: 1. Dari hasil desain tersebut kemudian dicetak ke dalam kertas artpaper. 2. Jalur dalam kertas artpaper tersebut dipindahkan ke papan PCB dengan cara dipanaskan menggunakan mesin laminating hingga jalur-jalurnya pindah dan menempel pada Papan PCB tersebut. 3. Setelah itu PCB dicelupkan pada ferri klorida yang telah dibuat cairan. Ini bertujuan untuk menghilangkan lapisan tembaga pada papan PCB dan akan menghasilkan jalur-jalur PCB yang jelas. 4. Komponen PCB yang terhubung ditunjukkan dengan adanya jalur antar komponen yang dihubungkan dengan tembaga. Sedangkan komponen yang tidak terhubung dipisahkan dengan papan PCB yang tidak tertutup tembaga sehingga komponen-komponen yang dipisahkan tersebut tidak dapat terhubung.
Gambar 7. Skema Rangkaian Atmega32 3.2.3 Simulasi Perancangan Rangkaian Dalam penelitian ini, perancangan rangkaian dilakukan dengan cara melakukan simulasi perancangan rangkaian dengan menggunakan perangkat lunak ISIS Proteus. Dengan berbekal skema rangkaian yang didapatkan dari internet, kemudian skema rangkaian tersebut disimulasikan pada software ISIS proteus. Jika berhasil tanpa adanya eror maka akan dilanjutkan ke proses berikutnya yaitu perancangan jalur PCB.
3.2.6 Pemasangan Komponen Elektronik Urutan pembuatan PCB adalah sebagai berikut: 1. Pelubangan PCB dengan Menggunakan Bor. Pemasangan komponen-komponen elektronik dengan cara memasukkan kaki-kaki komponen pada setiap titik-titik pin sesuai dengan desai yang telah dibuat. 2. Pemasangan Komponen-komponen elektronik dengan cara memasukkan kaki-kaki komponen pada setiap titik-titik pin sesuai dengan desai yang telah dibuat. 3. Menyambung dan memperkuat komponen dengan cara menyolder kaki komponen ke PCB dengan tenol.
Gambar 8. Simulasi Rangkaian pada ISIS Proteus 3.2.4 Perancangan Jalur PCB Perancangan jalur PCB dilakukan dengan menggunakan software diptrace. Untuk meminimalisir kesalahan dalam pembuatan jalur, perancangan jalur dapat dilakukan apabila perancangan rangkaian telah benar-benar dilakukan dan telah disimulasikan menggunakan aplikasi ISIS Proteus dengan hasil yang tidak terdapat eror atau kesalahan pada rangkaiannya. Hasil perancangan jalur PCB ditunjukkan pada gambar berikut.
4. Pembahasan 4.1 Rangkaian Regulator Rangkaian Regulator adalah rangkaian yang pertama kali dilewati dari catu daya dalam hal ini adalah Accu. Rangkaian regulator terdiri dari transistor, socket DC dan Dioda. Rangkaian ini berfungsi sebagai penurun daya dari Accu 12 volt menjadi 5 volt yang dapat didistribusikan ke komponen-
3
komponen lain dalam sistem minimum Atmega32. Berikut cara kerja dari rangkaian regulator 1. Daya dari Accu masuk ke socket DC 2. Dari socket DC mengalir ke transistor dimana transistor berfungsi sebagai penurun daya dari 12 volt menjadi 5 volt. 3. Setelah daya menjadi 5 volt, daya kemudian masuk ke komponen dioda yang berfungsi sebagai penyearah arus. Setelah itu dioda menyetorkan arus ke komponen-komponen yang memerlukan satu arus saja sehingga kemungkinan kerusakan komponen menjadi kecil.
komponen yaitu Resistor 1k Ohm, Kapasitor tipe 104 dan tipe 22, Crystal 16MHz, Transistor 7805, Dioda 4007, Hall Effect Magnetic Sensor dan Socket LCD.
Gambar 13.Rangkaian molet tampak depan dan samping 4.4 Pengujian Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana kinerja sistem yang telah dibuat dan serta menganalisa bila terjadi permasalahan. Pengujian dilakukan terhadap rangkaian Elektronik pada bagian board system minimum. Cara melakukan pengujian board System Minimum ini adalah dengan memberi input tegangan sebesar 5 volt kabel positif dari multi tester kita sambungkan dengan pin vcc pada kaki mikrokontroler sedangkan kabel negatif dari multi tester kita sambukan dengan ground dari rangkaian board System Minimum tersebut. Pengujian board sistem minimum ditunjukan pada gambar 14.
Gambar 10 . Rangkaian Regulator 4.2 Rangkaian Kristal External Rangkaian kristal external terdapat pada bagian berfungsi untuk meningkatkan kecepatan proses. Komponenkomponen yang terdapat pada rangkaian kristal external yaitu Crystal, kapasitor dan resistor. Rangkaian ini bertujuan untuk mengaktifkan fungsi Crystal. Crystal yang digunakan pada mikrokontroler Atmegaa32 ini mempunyai kecepatan 16.000 Hz atau 16MHz. Dalam mikrokontroler Atmega32 telah ada Crystal dengan kecepatan 1MHz. Penambahan Crystal dengan kecepatan 16MHz ini dimaksudkan agar kinerja mikrokontroler dapat lebih cepat dan maksimal dalam menangani sebuah proses.
Gambar 14. Pengujian Voltase Board Sistem Minimum 5.
Gambar 11. Rangkaian Kristal External 4.3 Rangkaian Sistem Minimum Atmega32
6.
Kesimpulan Berdasarkan uraian yang telah dijelaskan pada skripsi ini dapat disimpulkan bahwa: 1. Rangkaian Elektronik Alat Motorcycle Timing Meter Unit (MOLET) dapat disusun dengan sederhana sesuai dengan kebutuhan. 2. Mikrokontroler Atmega32 dan Hall effect sensor dapat dimanfaatkan untuk membuat rangkaian elektronik alat motorcycle timing meter unit. Saran Dari hasil ini maka penulis memberikan saran kepada pembaca dalam rangka kemajuan alat ini untuk kedepan, diantaranya yaitu: 1. Mengimplementasikan ilmu tentang peletakan komponen-komponen dalam perancangan rangkaian elektronik.
Gambar 12. Rangkaian Elektronik MOLET Rangkaian sistem minimum Atmega32 berfungsi sebagai otak sistem (prosesor). Rangkaian ini memiliki beberapa
4
2.
Menggunakan sensor ABS sepeda motor kawasaki sebagai pengganti sensor hall effect magnetic untuk meningkatkan akurasi membaca rotasi roda.
Daftar Pustaka [1] Suyadhi, Taufiq Dwi Septian. 2010. Buku Pintar Robotika. Yogyakarta: Penerbit Andi. [2] Suyadhi, Taufiq Dwi Septian. 2008. Build Your Own Line Follower ROBOT. Yogyakarta: Penerbit Andi. [3] Sri Widodo, Thomas. 2002. Elektronika sar. Jakarta: Salemba Teknik Biodata Penulis Husnia Fajar Nuraini, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2016. Saat ini menjadi owner di toko boneka dan kado Bonekanasya. Sudarmawan, memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST), Jurusan Teknik Elektro Universitas Gajah Mada. Memperoleh gelar Magister Teknik (MT) Program Pasca Sarjana Magister Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. Saat ini menjadi dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta.
5
