Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
19
BAB III
PERANCANGAN SYSTEM
3.1 Pengantar
Perancangan merupakan suatu tahap yang paling penting dalam
pembuatan tugas akhir, baik perancangan perangkat lunak maupun perancangan
perangkat keras. Pada tahap awal dilakukan pemilihan komponen yang
mempunyai karakteristik sesuai dengan kebutuhan. Untuk itu dibutuhkan buku
petunjuk lain yang memuat spesifikasi komponen dan kemudian dilanjutkan
dengan melakukan percobaan dan pengujian maupun pengukuran.
Setelah didapatkan komponen yang memenuhi syarat, tahap selanjutnya
adalah perancangan dan pembuatan alat tersebut. Bagian dari perancangan ini
ditunjukkan untuk mengetahui sistem kerja dan spesifikasi dari rangkaian yang
akan dibuat mengingat perancangan ini digunakan sebagai aplikasi dari teori yang
telah didapatkan.
3.2 Blok Diagram Sistem
Adapun perancangan blok diagram sistem mengacu sebagaimana gambar
3.1:
Gambar 3.1 Diagram Blok system
Penerima FM
Modem FSK PC
Antenna
Modul
GPS
+Antenn
a
ATMEGA 128
LCD
Pemancar FM Modem FSK
Tombol
Antenna
Accelerometer
Ultrasonic
20
3.2.1 Cara Kerja Sistem
Pada perancangan ini, system menggunakan GPS modul sebagai penentu
lokasi berdasarkan satelit, sensor ultrasonic sebagai pendeteksi ketingian dek
kapal terhadap permukaan air serta sensor accelerometer sebagai pendeteksi
kemiringan kapal. Sementara itu pengiriman data koordinat, kemiringan dan
ketinggian air pada kapal dilakukan menggunakan Pemancar FM sebagai media
pengirim iformasi melalaui modem FSK.
Pada kondisi awal saat inisialisasi dilakukan, maka sistem melakukan
pembacaan lokasi dari kordinat bumi berdasarkan data yang didapat dari GPS
secara realtime dan menampilkan hasilnya melalui LCD, proses ini diupdate
secara terus menerus pada setiap detik, dimana data serial yang dikirim dari
modul GPS tersebut secara standard mengupdate lokasi dan mengirimkan
informasi menggunakan protocol NMEA. Proses selanjutnya data NMEA tersebut
disimpan dikonversi menjadi data kordinat DDS (degree decimal standard).
Untuk sensor ketingian air maka controller mengakses ultrasonic kemudian
mengkonversi waktu menjadi jarak untuk mencari ketinggian dek kapal terhadap
permukaan air dan sebagai pembaca kemiringan kapal digunakan sensor
accelerometer untuk menentukan sudut kemiringan. Selanjutnya system
melakukan pengecekan secara berkala terhadap kemiringan kapal dan ketinggian
dek kapal tersebut, jika kemiringan melebihi 7o atau batas normal, maka data akan
dikirimkan ke bagian pemantau secabagi tanda darurat melalui pemancar FM
setelah sebelumnya data tersebut dimodulasi terlebih dahulu melalui FSK,
informasi yang dikirim terdiri dari kordinat GPS saat kemiringan terdeteksi. Hal
21
yang sama juga akan terjadi saat ketinggian air sangat rendah dari dek kapal.
Sementara itu pada system juga terdapat tombol emergency yang dapat ditekan
oleh user guna kondisi darurat dan membutuhkan pertolongan. Selanjutnya pada
bagian pemantau, data yang dikirim dari pemancar FM diterima oleh rangkaian
penerima FM selanjutnya dikonversi ke data digital oleh FSK dan dikirim ke PC
untuk diproses sebagai informasi pada software. Dengan demikian, jika terjadi
suatu hal atau permintaan pertolongan dari pihak user, maka bagian penerima
akan mengetahui posisi dan lokasi pengirim serta dapat mengetahui posisi tersebut
secara global peta bumi melalui google map sehingga dapat dipantau posisinya
lebih jelas.
3.2.2 Perancangan GPS receiver modul
Pada perancangan sistem pemantau lokasi dan posisi berdasarkan
koordinat bumi dipantau menggunakan modul GPS. Modul GPS yang digunakan
adalah NEO 6M, dimana modul ini telah dilengkapi dengan format standard
protocol NMEA yang umum digunakan GPS, informasi yang didapat dari modul
GPS berupa lokasi Longitude, Latitude dan Altitudeyang diakses secara serial
asincroun dengan kecepatan 4800bps. Adapaun konfigurasi pin GPSmodul NEO
M9 ditunjukkan sebagaimana gambar 3.2:
Gambar 3.2 Rangkaian modul M9
Vcc
1PPS
TXDA
GPIO5
Gnd
RF in
Gnd
Gnd
Gnd
Vbatt
GPS ANTENNA
NEOM9
GPS module
3V3
D1LED
RxD0
22
Pada perancangan sebagaimana ditunjukkan gambar 3.6, pin TXD
dihubungkan ke input RX1 ATMEGA128 sebagai penerima data serial dengan
format NMEA protokol. Sementara pin GPIO5 merupakan indikator yang
terhubung ke LED yang akan kedap-kedip saat pembacaan GPS dinyatakan fix.
3.2.3 Perancangan Display LCD
Perancangan penampil informasi dari koordinat GPS yang dapat dipantau
secara berkala, pada perancangan ini menggunakan LCD 16X2 karakter dengan
type LM016M02. LCD ini dirancang dengan menggunakan komunikasi 4bit
untuk pengiriman byte instruksi maupun data. Adapun perancangan rangkaian
LCD 16X2 ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.3:
Gambar 3.3 Rangkaian LCD
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM016L
5V
PE0/RXD0/PDI2
PE1/TXD0/PDO3
PE2/XCK0/AIN04
PE3/OC3A/AIN15
PE4/OC3B/INT46
PE5/OC3C/INT57
PE6/T3/INT68
PE7/ICP3/INT79
PB0/SS10
PB1/SCK11
PB2/MOSI12
PB3/MISO13
PB4/OC014
PB5/OC1A15
PB6/OC1B16
PB7/OC2/OC1C17
PG3/TOSC218
PG4/TOSC119
RESET20
XTAL223
XTAL124
PD0/SCL/INT025
PD1/SDA/INT126
PD2/RXD1/INT227
PD3/TXD1/INT328
PD4/ICP129
PD5/XCK130
PD6/T131
PD7/T232
PG0/WR33
PG1/RD34
PC0/A835
PC1/A936
PC2/A1037
PC3/A1138
PC4/A1239
PC5/A1340
PC6/A1441
PC7/A1542
PG2/ALE43
PA7/AD744
PA6/AD645
PA5/AD546
PA4/AD447
PA3/AD348
PA2/AD249
PA1/AD150
PA0/AD051
PF7/ADC7/TDI54
PF6/ADC6/TDO55
PF5/ADC5/TMS56
PF4/ADC4/TCK57
PF3/ADC358
PF2/ADC259
PF1/ADC160
PF0/ADC061
AREF62
AVCC64
PEN1
U1
ATMEGA128
R1
10k
5V
5V
23
VR1 pada rangkaian LCD digunakan untuk mengatur tingkat kecerahan
dari contrast LCD 16X2, sehingga pengaturan pandangan tampilan LCD dapat
diatur dan tetap cerah meskipun dibawah sinar matahari.
3.2.4 Perancangan Tombol
Rangkaian tombol Menu pada perancangan alat ini menggunakan push
button yang dibaca melalui input port ATMEGA128. Karena pada ATMEGA128
telah dilengkapi internal Pullup resistor yang dapat diprogram melalui software,
sehingga pemasangan tombol pada pin input ATMEGA128 tidak perlu
menggunakan resistor Pull-up dan cukup dihubungkan dengan port dan ground.
Adapun perancangan rangkaian tombol push button untuk proses menu
ditunjukkan dalam Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian Tombol Push Button
TOMBOL
PE0/RXD0/PDI2
PE1/TXD0/PDO3
PE2/XCK0/AIN04
PE3/OC3A/AIN15
PE4/OC3B/INT46
PE5/OC3C/INT57
PE6/T3/INT68
PE7/ICP3/INT79
PB0/SS10
PB1/SCK11
PB2/MOSI12
PB3/MISO13
PB4/OC014
PB5/OC1A15
PB6/OC1B16
PB7/OC2/OC1C17
PG3/TOSC218
PG4/TOSC119
RESET20
XTAL223
XTAL124
PD0/SCL/INT025
PD1/SDA/INT126
PD2/RXD1/INT227
PD3/TXD1/INT328
PD4/ICP129
PD5/XCK130
PD6/T131
PD7/T232
PG0/WR33
PG1/RD34
PC0/A835
PC1/A936
PC2/A1037
PC3/A1138
PC4/A1239
PC5/A1340
PC6/A1441
PC7/A1542
PG2/ALE43
PA7/AD744
PA6/AD645
PA5/AD546
PA4/AD447
PA3/AD348
PA2/AD249
PA1/AD150
PA0/AD051
PF7/ADC7/TDI54
PF6/ADC6/TDO55
PF5/ADC5/TMS56
PF4/ADC4/TCK57
PF3/ADC358
PF2/ADC259
PF1/ADC160
PF0/ADC061
AREF62
AVCC64
PEN1
U1
ATMEGA128
R1
10k
5V
5V
24
Pada perancangan gambar, tombol terdiri dari tombol send, dimana tombol
ini difungsikan untuk mengirim emergency saat dibutuhkan user.
1.2.5 Perancangan rangkaian modem FSK TCM3105 dan minimum sistem
Modem FSK dirancang menggunakan IC TCM 3105 yang berfungsi untuk
mengirimkan data serial dengan modulasi FSK (frekwensi shift keying), yaitu
sebuah pengirim dan penerima data yang mengubah level logika TTL menjadi
frekwensi tertentu pada logika 0 dan 1, kecepatan maksimal pengiriman serial
yang mampu ditopangkan pada frekwensi adalah 1200bps. Selanjutnya keluaran
dari modem TCM3105 tersebut dihubungkan ke input audio HT agar dapat
ditransmisikan melalui pemancar HT tersebut. Sementara pada minimum sistem
terdapat mikrokontroller ATMEGA128 sebagai pengendali utama dari hardware
dan software yang dirancang. Adapun perancangan modem TCM3105 dan
minimum sistem ATMEGA128 ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.4:
Gambar 3.5 Rangkaian minimum sistem dan Modem FSK TCM3105
Vcc
1PPS
TXDA
GPIO5
Gnd
RF in
Gnd
Gnd
Gnd
Vbatt
GPS ANTENNA
NEOM9
GPS module
3V3
D1LED
OSC1
OSC2
TRS
CLK
TRX1
X1
4.433 Mhz
TRX2
RXD Out
TXD in
TXA
RXA
Vdd
Vss
5V
C1
0,1u
R2
100k
1
32
E
JACK
ke input PEMANCAR FM
TCM3105
CDT
TOMBOL
Vcc
Gnd
X
Y
Z
Gnd
MODUL MMA7260
ACCELEROMETER
3V3
PE0/RXD0/PDI2
PE1/TXD0/PDO3
PE2/XCK0/AIN04
PE3/OC3A/AIN15
PE4/OC3B/INT46
PE5/OC3C/INT57
PE6/T3/INT68
PE7/ICP3/INT79
PB0/SS10
PB1/SCK11
PB2/MOSI12
PB3/MISO13
PB4/OC014
PB5/OC1A15
PB6/OC1B16
PB7/OC2/OC1C17
PG3/TOSC218
PG4/TOSC119
RESET20
XTAL223
XTAL124
PD0/SCL/INT025
PD1/SDA/INT126
PD2/RXD1/INT227
PD3/TXD1/INT328
PD4/ICP129
PD5/XCK130
PD6/T131
PD7/T232
PG0/WR33
PG1/RD34
PC0/A835
PC1/A936
PC2/A1037
PC3/A1138
PC4/A1239
PC5/A1340
PC6/A1441
PC7/A1542
PG2/ALE43
PA7/AD744
PA6/AD645
PA5/AD546
PA4/AD447
PA3/AD348
PA2/AD249
PA1/AD150
PA0/AD051
PF7/ADC7/TDI54
PF6/ADC6/TDO55
PF5/ADC5/TMS56
PF4/ADC4/TCK57
PF3/ADC358
PF2/ADC259
PF1/ADC160
PF0/ADC061
AREF62
AVCC64
PEN1
U1
ATMEGA128
R1
10k
5V
5V
25
Perancangan rangkaian modem menggunakan IC TCM3105 sebagaimana
gambar 3.4 mengacu pada perancagan gambar sebagaimana datasheet.
Berdasarkan datasheet TCM3105, untuk proses pengiriman data dengan
kecepatan 1200bps, maka TRX1 dan TRX2 diberikan logika rendah (0),
sementara pin TXD in digunakan untuk mengirimkan data serial dari
mikrokontroller menuju modem. Smentara itu sistem ATMEGA128 dipilih karena
mempunyai memory program 64KB, internal EEPROM 2 kilo byte, dan internal
RAM 4Kb serta 53 Port input-output yang dapat dikonfigurasi, sehingga cocok
digunakan untuk melakukan proses pembacaan dan pemrosesan data GPS serta
kirim data modem FSK yang dapat ditulis dengan mudah menggunakan bahasa
BASIC via BASCOMM AVR. pada perancangan ini pin crystal external tidak
digunakan karena alasan menggunakan crystal internal 8Mhz melalui seting fuze
byte, sehingga pin Xtal1 dan Xtal 2 diabaikan.
1.2.6 Perancangan rangkaian Accelerometer
Untuk membaca kemiringan kapal maka digunakan sensor accelerometer
MMA7260. Sensor accelerometer ini bertugas membaca kemiringan secara
vertical dan horizontal dengan output percepatan. Demikian hasil percepatan
selanjutnya dikonversi ke sudut kemiringan oleh perangkat lunak. Adapun
perancangan rangkaian sensor ATMEGA128 ditunjukkan sebagaimana gambar
3.6:
26
Gambar 3.6 Rangkaian sensor Accelerometer MMA7260
Pengukuran sudut kemiringan didapat dengan cara mengkonversi hasil
percepatan yang dikeluarkan oleh sensor dalam bentuk tegangan dengan resolusi
yang digunakan pada sensitivitas sensor (V/g). Dengan demikian, maka
pencarian sudut Pada sensor accelerometer MMA7260QT dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan sebagaimana berikut:
𝜃 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 (𝑉𝑜𝑢𝑡−𝑉𝑜𝑓𝑓
∆𝑉∆𝑔⁄
)……………………………………(3.1)
Dimana:
Ө = Sudut kemiringan
VOUT = Tegangan Output Sensor MMA7260 saat pengukuran
Voffset = Tegangan Offset pada saat percepatan 0g atau sensor
sejajar/paralel terhadap bumi
V/g = sensitivitas dari sensor MMA7260 ( dipilih berdasarkan
pin gsel yang diaktifkan)
Vcc
Gnd
X
Y
Z
Gnd
MODUL MMA7260
ACCELEROMETER
3V3
PE0/RXD0/PDI2
PE1/TXD0/PDO3
PE2/XCK0/AIN04
PE3/OC3A/AIN15
PE4/OC3B/INT46
PE5/OC3C/INT57
PE6/T3/INT68
PE7/ICP3/INT79
PB0/SS10
PB1/SCK11
PB2/MOSI12
PB3/MISO13
PB4/OC014
PB5/OC1A15
PB6/OC1B16
PB7/OC2/OC1C17
PG3/TOSC218
PG4/TOSC119
RESET20
XTAL223
XTAL124
PD0/SCL/INT025
PD1/SDA/INT126
PD2/RXD1/INT227
PD3/TXD1/INT328
PD4/ICP129
PD5/XCK130
PD6/T131
PD7/T232
PG0/WR33
PG1/RD34
PC0/A835
PC1/A936
PC2/A1037
PC3/A1138
PC4/A1239
PC5/A1340
PC6/A1441
PC7/A1542
PG2/ALE43
PA7/AD744
PA6/AD645
PA5/AD546
PA4/AD447
PA3/AD348
PA2/AD249
PA1/AD150
PA0/AD051
PF7/ADC7/TDI54
PF6/ADC6/TDO55
PF5/ADC5/TMS56
PF4/ADC4/TCK57
PF3/ADC358
PF2/ADC259
PF1/ADC160
PF0/ADC061
AREF62
AVCC64
PEN1
U1
ATMEGA128
R1
10k
5V
5V
27
Dengan menggunakan rumusan diatas, maka perancangan software untuk
mencari sudut kemiringan suatu titik pengukuran (X, Y atau Z) daat dilakukan
dengan cara sebagaimana ditunjukkan sebagaimana analisa berikut:
Diketahui :
Vout pada Percepatan 0g (Vofset). = 1.65V (pada datasheet)
Sensitivitas (V/g) : 200mV/G
Analisa:
Jika Vout sensor = 2V
Maka:
𝜃 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 (𝑉𝑜𝑢𝑡−𝑉𝑜𝑓𝑓
∆𝑉∆𝑔⁄
)
Q=arcsin( 2V - 1,65V )
0,2V
Q=arcsin(0.35)
0.2
Q=arcsin 1,75 = 40o
3.2.7 Perancangan sensor jarak ultrasonic HCSR04
Untuk mengukur jarak secara elekronik, diperlukan suatu sensor jarak
yang dapat mengukur jarak dari media didepan sensor. Adapun sensor yang
digunakan dalam perancangan ini adalah menggunakan sensor ultrasonic type
HCSR04. Sensor HCSR04 terdiri dari transponder dan receiver yang bekerja
memancarkan gelombang suara 40Khz dan menerima pantulan suara tersebut
selang beberapa waktu kemudian, karena pada HCSR04 telah terintegrasi dengan
chip pengontrol didalamnya, maka konversi waktu pantulan ke jarak dapat
dilakukan dengan mudah oleh mikrokontroller tanpa harus membangkitkan
frekwensi. Dalam merancang hubungan pin sensor HCSR04 terdiri dari 3 jalur
28
yang meliputi Grond, Vcc, In/out. Adapun perancangan rangkaian sensor jarak
HCSR04 ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.7:
Gambar 3.7 Rangkaian sensor jarak HCSR04
3.2.8 Perancangan rangkaian modem FSK TCM3105 bagian penerima
Modem FSK dirancang menggunakan IC TCM 3105 yang berfungsi untuk
menerima data serial dengan modulasi FSK (frekwensi shift keying), yaitu sebuah
pengirim dan penerima data yang mengubah level logika TTL menjadi frekwensi
tertentu pada logika 0 dan 1, kecepatan maksimal pengiriman serial yang mampu
ditopangkan pada frekwensi adalah 1200bps. Selanjutnya keluaran dari modem
TCM3105 tersebut dihubungkan ke TXD input controller atau serial converter
agar data yang diterima dapat diolah PC, sementara input TCM3105 dihubungkan
ke output speaker HT. Adapun perancangan modem TCM3105 ditunjukkan
sebagaimana Gambar 3.8:
INT
Trig
Signal
Gnd
ULTRASONIC HCSR04
PE0/RXD0/PDI2
PE1/TXD0/PDO3
PE2/XCK0/AIN04
PE3/OC3A/AIN15
PE4/OC3B/INT46
PE5/OC3C/INT57
PE6/T3/INT68
PE7/ICP3/INT79
PB0/SS10
PB1/SCK11
PB2/MOSI12
PB3/MISO13
PB4/OC014
PB5/OC1A15
PB6/OC1B16
PB7/OC2/OC1C17
PG3/TOSC218
PG4/TOSC119
RESET20
XTAL223
XTAL124
PD0/SCL/INT025
PD1/SDA/INT126
PD2/RXD1/INT227
PD3/TXD1/INT328
PD4/ICP129
PD5/XCK130
PD6/T131
PD7/T232
PG0/WR33
PG1/RD34
PC0/A835
PC1/A936
PC2/A1037
PC3/A1138
PC4/A1239
PC5/A1340
PC6/A1441
PC7/A1542
PG2/ALE43
PA7/AD744
PA6/AD645
PA5/AD546
PA4/AD447
PA3/AD348
PA2/AD249
PA1/AD150
PA0/AD051
PF7/ADC7/TDI54
PF6/ADC6/TDO55
PF5/ADC5/TMS56
PF4/ADC4/TCK57
PF3/ADC358
PF2/ADC259
PF1/ADC160
PF0/ADC061
AREF62
AVCC64
PEN1
U1
ATMEGA128
R1
10k
5V
5V
5V
29
Gambar 3.8 Rangkaian minimum sistem dan Modem FSK TCM3105
Pada perancangan Gambar 3.8, sumber rancangan mengacu berdasarkan
application datasheet TCM3105, sehingga pada input pin RXA dihubungkan ke
input frekwensi yang berasal dari speaker HT melalaui perancatara jack.
Sementara pada output modem adalah TXD out yang dihubungkan ke serial
converter agar dapat diolah melalui PC.
3.2.9 Perancangan USB to serial Converter bagian penerima
Agar dapat saling berkomunikasi serial antara PC dengan modem FSK, maka
diperlukan rangkaian Converter USB ke serial TTL sehingga data yang diterima dapat
diolah melalui PC. Adapun perancangan dari rangkaian Converter USB to serial dirancang
menggunakan modul USB to TTL CP2102 sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.6:
Gambar 3.9 Modul Converter USB to TTL
OSC1
OSC2
TRS
CLK
TRX1
X1
4.433 Mhz
TRX2
RXD Out
TXD in
TXA
RXA
Vdd
Vss
5V
C1
0,1u
R2
100k
1
32
E
JACK
ke input PEMANCAR FM
TCM3105
CDT
to RS232 converter
30
Pada perancangan ini modul USB to TTL telah dilengkapi dengan input
output serial interface standard dalam level TTL, sehingga pada level TTL
tersebut data serial dapat langsung dihubungkan ke rangkaian TCM3105 modem
FSK. Pada input TXD dihubungkan dengan output TXD TCM3105, sedangkan
untuk mengaktifkan buzzer dari PC sebagai tanda peringatan pada user, maka
rangkaian buzzer diaktifkan melalui pin DTR (Data terminal Ready) yang
merupakan pin output dari modul CP2102 USB to TTL tersebut. Dengan
demikian, PC dapat dengan mudah menyalakan dan menonaktifkan buzzer
melalui pin DTR tersebut.
3.2.10 Perancangan Rangkaian keseluruhan bagaian pengirim
Berdasarkan hasil perancangan masing-masing bagian pada perangkat
keras, maka rangkaian keseluruhan untuk bagian pengirim ditunjukkan
sebagaimana Gambar 3.7:
Gambar 3.10 Rangkaian Keseluruhan bagian pengirim
3.2.11 Perancangan Rangkaian keseluruhan bagaian penerima
Berdasarkan hasil perancangan masing-masing bagian pada perangkat
keras, maka rangkaian keseluruhan ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.7:
Vcc
1PPS
TXDA
GPIO5
Gnd
RF in
Gnd
Gnd
Gnd
Vbatt
GPS ANTENNA
NEOM9
GPS module
3V3
D1LED
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LCD1LM016L
5V
OSC1
OSC2
TRS
CLK
TRX1
X1
4.433 Mhz
TRX2
RXD Out
TXD in
TXA
RXA
Vdd
Vss
5V
C1
0,1u
R2
100k1
32
E
JACK
ke input PEMANCAR FM
TCM3105
CDT
TOMBOL
Vcc
Gnd
X
Y
Z
Gnd
MODUL MMA7260
ACCELEROMETER
3V3
INT
Trig
Signal
Gnd
ULTRASONIC HCSR04
5V
PE0/RXD0/PDI2
PE1/TXD0/PDO3
PE2/XCK0/AIN04
PE3/OC3A/AIN15
PE4/OC3B/INT46
PE5/OC3C/INT57
PE6/T3/INT68
PE7/ICP3/INT79
PB0/SS10
PB1/SCK11
PB2/MOSI12
PB3/MISO13
PB4/OC014
PB5/OC1A15
PB6/OC1B16
PB7/OC2/OC1C17
PG3/TOSC218
PG4/TOSC119
RESET20
XTAL223
XTAL124
PD0/SCL/INT025
PD1/SDA/INT126
PD2/RXD1/INT227
PD3/TXD1/INT328
PD4/ICP129
PD5/XCK130
PD6/T131
PD7/T232
PG0/WR33
PG1/RD34
PC0/A835
PC1/A936
PC2/A1037
PC3/A1138
PC4/A1239
PC5/A1340
PC6/A1441
PC7/A1542
PG2/ALE43
PA7/AD744
PA6/AD645
PA5/AD546
PA4/AD447
PA3/AD348
PA2/AD249
PA1/AD150
PA0/AD051
PF7/ADC7/TDI54
PF6/ADC6/TDO55
PF5/ADC5/TMS56
PF4/ADC4/TCK57
PF3/ADC358
PF2/ADC259
PF1/ADC160
PF0/ADC061
AREF62
AVCC64
PEN1
U1
ATMEGA128
R1
10k
5V
31
Gambar 3.11 Rangkaian Keseluruhan
3.2.12 Perancangan perangkat Lunak pembacaan GPS
Proses pembacaan GPS diakses menggunakan komunikasi serial asinkron
dengan kecepatan 4800bps dan format protokol NMEA, dimana pada prosesni
modul GPS mengirimkan secara bergantian data serial dalam bentuk protocol
yang diawali dengan karakter $ dan diakhiri dengan karakter 13Heksa (enter).
Urutan tersebut merupakan format data dari beberapa parameter yang dibaca dan
diakses GPS diantaranya GPGGA yang digunkaan dalam mengakses lokasi dari
modul GPS fix data. Adapun system kerja dari pengambilan data GPS
ditunjukkan sebagaimana algoritma pada flowchart pada gambar 3.6:
OSC1
OSC2
TRS
CLK
TRX1
X1
4.433 Mhz
TRX2
RXD Out
TXD in
TXA
RXA
Vdd
Vss
5V
C1
0,1u
R2
100k
1
32
E
JACK
dari Out HT
TCM3105
CDT
VCC1
D+3
D-2
GND4
J1
USBCONN
vcc
D+
D-
Gnd
USB to TTL
RXD
TXD
Gnd
ke USB PC/LAPTOP
DTR
CTS
32
Start
Inisialisasi serial
baud rate=4800bps
Start serial
Baca serial
Data serial=’$’ ?
Kosongkan data
Simpan dataData serial=13H ?
T
Baca Header
protokol data GPS
Y
T
Y
Header=GPLL ?
Y
Baca Latitude GPS
Baca Longitude
GPS
Power=OFF ?
STOP
Y
T
T
Gambar 3.12 Algoritma pembacaan GPS
3.3.1 Algoritma pembacaan sensor HCSR04
Sensor jarak parallax HCSR04 yang digunakan pada perancnagan ini
mempunyai 3 pin yaitu Vcc groud dan I/O. I/O merupakan pin input output pda
sensor HCSR04 yang digunakan untuk strobe pengirim sonar pada internal
HCSR04 dan sekaligus membaca hasil timer burst sebagai hasil jarak teradap
waktu. Utnuk itu pada perancangan erangkat lunak, PORT I/O selelu mempunyai
2 mode dalam setiap membaca jarak yaitu mode input dan mode output. Pada
mode output, maka controller mengirimkan strbe (trigger) sebagai proses
permulaan memanarkan sonar pada ping guna pembacaan jarak yang akan dibaca,
selanjutnya PORT I/O tersebut dirubah ke mode input untuk membaca hasil
33
waktu berdasarkan lebar waktu high (TH) yang dihasilkan sensor. Nilai T (waktu)
yang didapat selanjutnya di konversi ke jarak berdasarkan persamaan datasheet.
Adapun perancangan perangkat lunak baca jarak menggunakan sensor HCSR04
ditunjukkan pada gambar 3.6:
Start
Inisialisasi
PORT mode =output
Kirim start signal via
PORT
PORT mode =input
Tunggu PORT= high
PORT input= 1 ?T
Y
Start timer
PORT input= 0 ?
T= timer
Stop timer
Y
Jarak =(T x 3.4ms) /2
END
T
Gambar 3.13, Flowchart Tulis Instruksi pada LCD
3.3.2 Algoritma Tulis Instruksi LCD
Adapun Prinsip kerja dari proses penampil LCD ditunjukkan pada
flowchart dalam Gambar 3.14:
34
Gambar 3.14, Flowchart Tulis Instruksi pada LCD
Sementara itu proses tulis karakter/data pada baris LCD caranya sama
ditunjukkan dalam Gambar 3.14, hanya saja pada proses penulisan data karakter
RS diberi logika rendah (0).
Pada perancangan ini mode penulisan data dan instruksi pada LCD
menggunakan mode 4bit, dimana proses penulisan data dan instruksi pada LCD
diatur melalui pin RS dan EN pada LCD, sementara data yang dikirimkan pad
LCD dilakukan melalui port data LCD (D7 hingga D0) untuk mode 8bit dan D3
hingga D0 untuk mode pengiriman 4bit. Untuk menulis LCD dalam bentuk
perintah seperti penghapusan karakater, pengaturan kolom dan baris LCD, maka
pin RS diberikan logika high kemudian enable diberikan pulsa dengan cara
Start
Masukkan Data Instruksi LCD
Keluarkan data 4bit pada port LCD
Aktifkan RS LCD ( 1 )
Setb Enable LCD
Enable LCD di isi 0
Enable LCD di isi 1
END
35
memberikan logika 0 dan kemudian dirubah menjadi logika high, sementara untuk
proses penampil data pada LCD, datadikirimkan melalui port baris LCD
kemudian RS diberikan logika 0. Pada compiler bascomm avr, penulisan karkter
pada lcd telah diatur menggunakan instruksi sederhana sehingga proses
penampilan karakter dapat diakses dengan mudah.
3.3.3 Flowchart sistem keseluruhan bagian pengirim
Pada perancangan perangkat lunak pengiriman data terdapat proses
pembacaan tombol SEND yang dirancang mempunyai 2 fungsi, yaitu saat
pertama kali ditekan (sekali tekan), maka data akan dikirim setiap 1,5 detik sekali
dengan tetap menampilkan hasil pembacaan GPS pada LCD, kemudian jika pada
waktu tersebut tombol SEND ditekan lagi pada saat masih dalam mode kirim,
maka system akan menghentikan pengiriman dan system kembali ke mode
monitoring sebagaimana semula. Proses pengiriman data akan dikirim lagi saat
tombol SEND kembali ditekan dalam sekali tekan. Adapun perancangan
algoritma keseluruhan pada bagian pengirim ditunjukkan sebagaimana Gambar
3.15:
36
Start
Inisialisasi
Power=OFF?
Stop
Y
T
Tombol SEND= tekanTampilkan kordinat
pada LCDT
Y
Baca GPS
Kirim start paket
Kirim latitude GPS
Kirim data ketinggian
Kirim data kemiingan
Kirim longitude GPS
Kirim mode emergency
Delay 1,5 detik
Baca GPS
Tampilkan kordinat dan
sudut pada LCD
Tombol send=Tekan ?T
Tombol send=Lepas ?
Y
Y
T
Gambar 3.15 Algoritma bagian pengirim
37
3.3.4 Perancangan Perangkat Lunak bagian penerima
Agar data yang dikirim pada bagian pengirim dapat diterima dan ditampilkan
dalam bentuk peta pada googlemaps, maka diperlukan rancangan perangkat lunak
penerima data. Adapun perancangan perangkat lunak dirancang menggunakan
delphi dengan alur perangkat lunak sebagaimana ditunjukkan pada gambar
berikut:
Start
Inisialisasi
Baud rate
=1200bps
Data= syncrone ?
Baca data serial pada
penerima FSK
Baca ceksum data
Jumlah biner
data=ceksum?
T
T
Stop
T
Baca dan jumlahkan paket data
Kosongkan buffer
Data= end packet ? Buffer=buffer+data
Y
Y
Jumlahkan biner
dataT
Y
Baca latitude longitude
pada paket data
Power=OFF ?
Y
T
T
Tampilkan peta
googlemaps berdasarkan
kordinat
Cek mode pengirim pada
paket data
Gambar 3.16 Flowchart Keseluruhan