Bab Analisis Perancangan Sistem

7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem

1/24

BAB IV

PERANCANGAN DAN ANALISIS SISTEM

Perancangan merupakan suatu tahap yang paling penting dalam pembuatan

alat. Karena dengan merancang kita dapat mengetahui komponen apa saja yang

akan kita gunakan, sehingga alat yang kita buat dapat bekerja seperti apa yang kita

harapkan. Petunjuk penggunaan komponen, spesifikasi serta karakteristik dari

komponen yang akan kita gunakan dapat kita lihat pada data sheet yang telah

tersedia.

Untuk mendapatkan hasil yang optimal, haruslah terlebih dahulu membuat

rancangan yang baik dengan memperhatikan sifat dan karakteristik dari komponen

yang digunakan serta suku cadang dipasaran, sehingga dapat memudahkan kita

dalam pengerjaan dan memudahkan kita mencari komponen tersebut apabila

terjadi kerusakan.

4.1 Langkah-langkah Perancangan

Pada langkah perancangan, dimulai dengan menentukan diagram blok,

gambar rangkaian dari keseluruhan system, kemudian memilih dan

menentukan komponen-komponen yang akan digunakan sebagai penyusun

dari masing-masing blok rangkaian. Secara garis besar keseluruhan proses

pembuatan alat ini terbagi dalam dua tahap utama, yaitu :

Perancangan Sistem

Perancangan sistem dilakukan dengan pembuatan diagram blok

rangkaian, pembuatan skema rangkaian lengkap, serta pembuatan

program dan juga perencanaan kontruksi dari alat tersebut.

40


2/24

41

Perancangan Hardare

Pada perancangan hardare, ada beberapa tahap yang harus dilakukan

yaitu perancangan mekanik dan perancangan elektrik. Pada

perancangan mekanik dilakukan dengan tata dri!er dan motor stepper.

Pada perencanaan elektrik dilakukan dengan pembuatan bagian

minimum sistem, poer supply, dan sensor P"#.

$.% Proses Pe!"a#an Ala#

Untuk membuat system control lampu berbasis &'(ega), agar dapat

bekerja sesuai dengan apa yang telah direncanakan maka dalam proses

pembuatannnya dibagi dalam beberapa tahapan. Seperti perencanaan blok

diagram alat, perencanan skema rangkaian, pemilihan komponen yang

digunakan, proses pembuatan alat, perencanaan pembuatan softare, serta

pengujian dan pengukuran alat. &dapun blok diagram tahapan-tahapan

pembuatan alat tersebut adalah sebagai berikut :

*ambar $.+Blok Diagram Perencanaan Pembuatan Alat


3/24

42

ari diagram blok diatas maka tahapan perencanaan tersebut dapat dijelaskan,

yaitu sebagai berikut :

+. Perencanaan blok diagram alat

Sebelum membuat alat harus dipikirkan bagaimana blok diagram

dari alat yang akan dibuat, untuk mempermudah langkah-langkah

yang akan dilakukan dalam penentuan dan pembuatan rangkaian dari

alat tersebut.

%. Perencanaan skema rangkaian

Perencanaan skema rangkaian ini dibuat berdasarkan blok diagram

kemudian dilanjutkan dengan pemilihan rangkaian yang tepat dan

sesuai dengan alat yang akan dibuat dan juga menyesuaikan dengan

komponen - komponen yang tersedia di pasaran dan mudah

diperoleh sesuai dengan konsep kerja dari alat yang akan dibuat.

. Pemilihan komponen yang akan digunakan Simulasi alat ini dibuat

dengan alat dan bahan yang tersedia di pasaran sesuai dengan yang

dibutuhkan untuk rangkaian.

Ta!el 4.1 Da$#ar Bahan


4/24

43

Ta!el 4.%

Da$#ar Ala#

&ang

D'g"nakan

NAMA BA(AN )*MLA(

P"# sensor + buah

#esistor +k $ buah/apacitor +00 n1 + buah

#esistor +0k + buah

"/ ma2%% + buah

3ampu &/ %%0! % buah

/apacitor +0u1 4 +56 5 buah

NAMA BA(AN )*MLA(

"/ 3( 7)08 % buah

9 1emale + buah

"/ &'mega) + buah

/rystal +5 (H; + buah

3 ? @ dan > - @ + buah

'ang Kombinasi + buah

Solder + buah

"ntrofak + buah

&6= (eter + buah

'imah secukupnya

&mplas halus secukupnya

Pinset + buah

Pisau cutter + buah

9or + set

=beng + set


5/24

44

4.+ Pe!"a#an Ala#

a. Pembuatan rangkaian

PerencanaanLay Outpada P/9Printed Circuit Board >P/9@ dibuat dari

bahan pertinak dan dilapisi dengan tembaga tipis. 3angkah-langkah dalam

pembuatan adalah :

Penggambaran Pada P/9

- Sebelum mengambar pada P/9 terlebih dahulu membuat

rancangan jalur-jalur rangkaian pada komputer dengan program


6/24

45

*ambar $.%Penyetrikaan pada PCB

Proses Pelarutan

- (enyiapkan tempat atau adah dari plastik dengan ukuran yang

lebih besar dari P/9 yang akan dilarutkan

- (elarutkan bahan pelarutferiklorida >1e/"@ secukupnya pada air

panas kemudian P/9 yang telah berisi gambar rancangan


7/24

46

dicelupkan kedalam larutan. &gar proses pelarutan lebih cepat

adah dapat digoyang-goyangkan .

- &pabila bagian tembaga yang tidak terpakai telah larut seluruhnya,

maka P/9 diangkat dan dicuci dengan air bersih. *ambar

rancangan yang masih tertutupi oleh spidol dibersihkan dengan

tiner atau bensin.

*ambar $. Proses Pelarutan P/9

Pengeboran

Pada proses pengeboran ini yang paling utama perlu diperhatikan

adalah mata bor harus sesuai dengan ukuran dari kaki komponen yang

akan dipasang pada lubang tersebut. Pengeboran dilakukan pada tanda titik


8/24

47

yang telah diberi tanda sebelumnya. 9ila pengeboran telah selesai, maka

P/9 siap untuk digunakan

Pemasangan Komponen

Setelah P/9 jadi maka langkah selanjutnya adalah pemasangan

komponen pada permukaan P/9. &gar kelihatan rapi kita dapat mengatur

tinggi rendahnya pemasangan komponen. 'ata letak komponen secara

keseluruhan ditunjukkan pada lampiran.

Penyolderan

Komponen-komponen yang telah terpasang kemudian disolder agar

kaki komponen terhubung dengan jalur-jalur pada P/9.

4.4 Perancangan S's#e

alam pembuatan alat kontrol pintu geser otomatis berbasis mikrokontroler

&'(ega) ini secara elektronik terbagi ke dalam bagian. Baitu input,pengontrol

dan output. Input terdiri dari sensor PIR, dan pemrosesnya data input adalah

mikrokontroler &'(ega) dan mengeluarkan output yang menuju drier relay

untuk menggerakkan motor stepper dan membuka pintu geser secara otomatis.

*ambar . menampilkan blog diagram secara keseluruhan.

4.4.1 Blok D'agra ,esel"r"han


9/24

48

*ambar $.$Block Diagram Prinsip !er"a Alat keseluru#an

&. #angkaian /atu aya > Poer Supplay @

#angkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah

tegangan dari &/ ke /. Selain itu terdapat pula regulator

yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan.1ungsi lainnya yaitu

menurunkan tegangan dari %%0 6 &/ ke 8 6 /. Aadi secara garis

besar fungsi rangkaian catu daya adalah untuk menurunkan

tegangan dari %%0 6&/ ke 8 6 / serta menstabilkan tegangan

yang masuk ke dalam system rangkaian.

9. #angkaian Kontroller

#angkaian ini menggunakan mikrokonroller &'(ega) yang

digunakan sebagai minimum system. #angkaian ini berfungsi

sebagai otak yang mengatur jalannya rangkaian secara keseluruhan.

/. ri!er dan (otor Stepper

(otor Stepper ini digunakan untuk menggerakan pintu. *erakan (otor

Ser!o ini dapat diatur dengan pemberian data dan program pada "/ 4

(ikrokontroller. "nstruksi dari program assembler memberikan


10/24

49

perintah pada dri!er motor agar dapat menggerakkan motor stepper.

9ila sensor terhalang maka motor stepper akan bergerak dan membuat

daun pintu bergeser terbuka dan menutup.

. Sensor P"#

Sensor P"# yaitu merupakan sebuah alat yang dapat menghasilkan

sinyal-sinyal tertentu pada kondisi tertentu, sebagai pendeteksi adanya

obyek yang akan melalui pintu. igunakan untuk memberikan input

yang nantinya akan dibaca oleh microcontroller A$%ega&. Sensor

disini menggunakan sensor P"# yang terdiri dari tiga kaki. Kaki

pertama terhubung dengan microcontroller, kaki yang kedua terhubung

dengan 6//, dan kaki yang ketiga terhubung dengan 'round.


11/24

50

integerasikan antara P"#, #angkaian mikrokontroller, dan motor Ser!o sehingga

dapat berfungsi sebagaimana mestinya. 9erikut gambar perancangan mekanik

sistem. 9erikut ini merupakan bentuk fisik garis besar perancangan alat yang akan

dibuat.

*ambar $.8Perancangan Bentuk %ekanik (istem

4.4.+ Deskr's' ,er/a Rangka'an

&lat ini memiliki beberapa alur proses pengontrolan yang pertama

adalah pengontrolan dengan input data yang berupa sinyal dari sensor P"#,

kemudian diteruskan ke mikrokontroler, output data dari mikrokontroler

akan mengaktifkan dri!er untuk selanjutnya mengaktifkan motor stepper

sehingga daun pinu akan bergerak membuka atau menutup.

Sensor P"# akan menerima suatu sinyal berupa frekuensi tertentu

dari pergerakan manusia disekitarnya, yang menyebabkan sensor tersebut

aktif. Setelah mendapat sinyal tersebut, sensor P"# akan mengirimkan kode

unik dalam bentuk he2adesimal untuk selanjutnya data tersebut akan diolah

oleh mikrokontroler, kemudian jika data tersebut sesuai dengan data yang

telah tersimpan dalam memori data mikrokontroler maka akan

mengaktifkan dri!er.


12/24

51

Pada gambar .$, dapat dilihat blok diagram yang masing-masing memiliki

fungsi:

1. M'krokon#roler A#ega0

igunakan sebagai kontrol utama untuk mengendalikan sistem dengan

bantuansoft)are Arduino*+. an board control -rulduino Board

%. SensorPIR

igunakan sebagaisensorpendeteksi tag pergerakan manusia. Bang

mendeteksi keberadaansinyalberjarak 8 m dengan besar sudut

eleasitotal ++0

+. Dr'er Mo#or S#eer

9erfungsi untuk memerintahkan motor stepper untuk bergerak dan

sebagai penguat tegangan agar tidak membebani mikrokontroler.

4.4.4 Perancangan Perangka# ,eras

alam pembuatan perangkat keras sistem pintu geser otomatis berbasis

mikrokontroler &tmega) dan sensor P"# ini terbagi atas beberapa bagian antara

lain :

1. Perencanaan Rangka'anDriver Motor Stepper

#angkaian drier yang digunakan penulis berupa konfigurasi transistor

jenis CPC. "ni dimaksudkan agar mikrokontroler tidak mengalami kelebihan

beban apabila mencatu sebuah beban yang besar dalam kasus ini adalah

lampu %%0 !olt dengan arus hingga %ampere. Sehingga dibutuhkan sebuah

rangkaian drierseperti tampak pada gambar $.7


13/24

52

*ambar $.5Rangkaian Drier %otor (tepper

%. M'n'" S's#e ATega0

#angkaian minimum system &'(ega) akan menerima data dari + buah

sensor transponder R/ID, yang kemudian akan diolah dan diintruksikan ke

drier relay untuk menggerakkan anak kontak relay agar dapat

menyambung dan memutuskan tegangan pada selenoid.


14/24

53

*ambar $.7%inimum (istem Atmega&

Selain masukan dari sensor transponder R/IDini, rangkaian minimum

sistem ini juga menerima masukan sinyal dari push button yang difungsikan

sebagai s)itc# untuk membuka pintu dari dalam, yang kemudian

mengolahnya dan diinstruksikan langsung keselenoid, agarsolenoidbekerja.

Pada rangkaian minimum systemini hanya dibutuhkan rangkaian untuk

mengaktifkan internal clock dan rangkaian po)er on reset. iperlukan

tambahan komponen sebuah crystaldan dua buah kapasitor, nilai kapasitor

yang dipakai adalah %% p1, sedangkan untuk crystalyang digunakan bernilai

+5 (H;. untuk rangkaian resetterdiri dari sebuah kapasitor dengan nilai +0

n1, resistor +0 K, dan sebuah pus# botton untuk reset secara manual.

9erikut merupakan gambar rangkaian minimum sistem &'(ega).

Konfigurasi input dan output pada rangkaian minimum sistem adalah

sebagai berikut : untuk input dari rangkaian ini pin yang dipakai adalah sebagai


15/24

54

berikut : untuk sensor phototransistor menggunakan pin digital ++. Selanjutnya

untuk menyalakan dua buah dri!er relay menggunakan pin digital 5 dan 7

untuk menyalakan indicatorL-Dadalah pin +.

+. Po2er S"l3

Untuk supplytegangan yang dipakai pada system ini menggunakan

tegangan sebesar +% !olt /. 'egangan ini diperoleh dari transformator

uniersaldengan tegangan +% !olt, dengan arus +.% &mpere. Karena pada

masing-masing rangkaian membutuhkan tegangan sebesar 8 !olt maka untuk

itu dibuatkan rangkaian regulator agar mendapatkan tegangan sebesar 8 !olt.

*ambar $.)Rangkaian Po)er (upply

Pada rangkaian ini digunakan "/ regulator7)08 untuk mendapatkan tegangan

sebesar 8 !olt. Pada *ambar .7 merupakan skema rangkaian supplyuntuk ke


16/24

55

masing-masing bagian diantaranya tegangan 8 !olt keboardminimum system

&'(ega).

4.4. Perancangan Perangka# L"nak

Perangkat lunak yang direncanakan yaitu proses pembuatan program utama

dan subrutinnya dari keseluruhan perangkat lunak yang akan dibuat. 3angkah

yang akan dilakukan yaitu perencanaan flochart >diagram alir@ kemudian

penulisan bahasa Cdan mensimulasikannya dengan softare dan jika tidak terjadi

kesalahan, maka dilakukan uploading ke mikrokontroler secara incircuit

programming.Camun terlebih dahulu perlu ditentukan memori-memori dan port

mikrokontroler yang akan digunakan pada listing program, yang dapat dilihat

pada tabel $..

Ta!el 4.+ Pengg"naan Por#

P5RT PENGG*NAAN

igital pin ++(enerima masukan darisensor PIR

igital pin 5 dan 7(engaktifkanDrier

igital pin +(enyalakan indikatorLed sinyal


17/24

56

A. lo2char# Progra

Sebelum dilakukan penulisan program maka dibuatflo)c#art4 alir proses

kerja sistem yang akan diterjemahkan dalam bentuk sebuah program

komputer, berikut flochart

*ambar $./lo)c#art Program %ikrokontroller

B. ,e#erangan Flow Chart

Pertama ketika program start maka akan menginisialisasi port

digital yang akan digunakan oleh mikrokontroler &'(ega) untuk

menjalankan program secara keseluruhan.

Selanjutnya program akan mengecek keberadaan sinyal

inframerah melalui sensor. &pabila sinyal inframerah selanjutnya


18/24

57

akan menginisialisasi apakah sinyal tersebut dapat dikodekan atau

tidak melalui mikrokontroler.

Perlakuan pertama rutin program apabila sensor mendeteksi

adanya pergerakan mnusia maka akan mengaktifkan pin digital 5

dan dri!er relay + akan menyala dan akan memerintahkan motor

stepper untuk bergerak maka pintu akan terbuka.

Kemudian apabila setelah delay aktu >s@ telah habis namun P"#

tidak medeteksi adanya pergerakan manusia disekitarnya maka

pin digital 7 akan menyala dan akan mengaktifkan dri!er dan

lampu % akan hidup kemudian pintu akan menutup kembali.

Hal ini akan terus berulang-ulang karena program looping

>perulangan sesuai dengan inisialisasi sinyal yang diterima oleh

mikrokontroler@.

C. Perencanaan Progra !ahasa C

Penulisan program / menggunakan softare &rduino-%+. Softare

tersebut berfungsi untuk membuat listingprogram yang akan dimasukkan ke

dalam mikrokontroler nantinya. 'ampilan softare &rduino-%+ dan cara

bagaimana memasukkan program ke dalam mikrokontroler dapat dilihat pada

gambar $.+0.


19/24

58

*ambar $.+0 $ampilan A)al Program Arduino*+

Untuk membuat bahasa C, pertama kita membuat file baru dengan cara

mengklik ne. Kemudian kita ketikkan bahasa C pada kolom yang sudah

tersedia. Camun kita juga dapat membuka file program yang sudah dibuat

sebelumnya dengan klik file kemudian klik sketchbook dan selanjutnya pilih file

program tersebut seperti terlihat Pada gambar $.++.


20/24

59

*ambar $.++%embuka /ile Program %ikrokontroller

Selanjutnya adalah meng-compile program C dengan cara klik toolbar

sebelah kiri jendela program dan apabila tidak terdapat error maka program sudah

siap untuk di upload ke rangkaian mikrokontroler. Seperti terlihat dalam gambar

$.+%. (tatus errordapat terjadi apabila dalam penulisan program tidak sesuai

dengan tata cara penulisan program dalam bahasa Cyang sudah ada, ini dapat

diperbaiki dengan cara meng-klik file program yang error kemudian mengecek

dimana letak kesalahannya. Kemudian di-compilesekali lagi, jika tidak terdapat

errormaka program sudah siap dimasukkan ke mikrkontroler.


21/24

60

*ambar $.+% Proses Compile

&pabila tidak terdapat error padaproses compiler maka akan terlihat tulisan

done compiling pada program bagian baah, itu menandakan baha program

yang sudah dibuat sebelumnya tidak mengalami kesalahan penulisan program.

Selanjutnya adalah meng-upload program yang sudah dibuat ke dalam

mikrokontroler namun, sebelum meng-uploadprogram terlebih dahulu mengatur

board yang digunakan danserial port seperti terlihat pada gambar $.+ .


22/24

61

*ambar $.+%engatur board yang Digunakan

Untuk memilih mikrokontroler yang akan digunakan maka cukup meng-klik

tool kemudian pilih board selanjutnya pilihArduino 0' older )1A$%ega&. Hal

ini dilakukan karena mikrokontroler yang digunakan adalah &'(ega).

Selanjutnya adalah mengatur port serial yang digunakan agar proses

pemprograman dapat berjalan. *ambar .+8 memperlihatkan proses pengaturan

port serial.


23/24

62

*ambar $.+$ Pemilihanport serial

Bang terakhir adalah proses uploadingprogram ke dalam mikrokontroler dengan

meng-klik tombol uploadpada toolbar sebelah kanan seperti terlihat pada gambar

$.+8 apabila proses uploading berhasil maka ditandai dengan tulisan done

uploading. (aka mikrokontroler sudah selesai diporgram.

*ambar $.+8 Program Selesai di-upload


24/24

63

Documents

Bab Analisis Perancangan Sistem