BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan...

13
17 BAB III PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan dan realisasi dari modifikasi kelistrikan pada kendaraan bermotor, perangkat keras maupun perangkat lunak dari setiap modul yang dipakai pada skripsi ini. Gambar 3.1 menunjukan blok diagram sistem secara keseluruhan Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem 1. Cara Kerja Sistem Secara garis besar sistem ini terdiri dari sebuah mikrokontroler yang mengolah data masukan dari RTC, kemudian masukan tadi digunakan sebagai jadwal acuan dalam proses pensaklaran pada relay yang telah dipasang pada bagiaan kontak dan starter kendaraan sehingga ketika jadwal tepenuhi maka kendaraan dapat menyala secara otomatis selama durasi yang telah ditentukan oleh pengguna. Selain itu pengguna juga dapat mengetahui kondisi kendaraan melalui notifikasi SMS. Hal ini di karenakan sistem dilengkapi dengan modul GSM sebagi pengirim status ke nomor handphone pemilik kendaraan. Cara kerja dari sistem otomatisasi pemanasan mesin kendaraan bermotor ini akan dijelaskan pada langkah-langkah kerja sistem sebagai berikut :

Transcript of BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan...

Page 1: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

17

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan dan realisasi dari

modifikasi kelistrikan pada kendaraan bermotor, perangkat keras maupun

perangkat lunak dari setiap modul yang dipakai pada skripsi ini. Gambar 3.1

menunjukan blok diagram sistem secara keseluruhan

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

1. Cara Kerja Sistem

Secara garis besar sistem ini terdiri dari sebuah mikrokontroler yang

mengolah data masukan dari RTC, kemudian masukan tadi digunakan sebagai

jadwal acuan dalam proses pensaklaran pada relay yang telah dipasang pada

bagiaan kontak dan starter kendaraan sehingga ketika jadwal tepenuhi maka

kendaraan dapat menyala secara otomatis selama durasi yang telah ditentukan

oleh pengguna. Selain itu pengguna juga dapat mengetahui kondisi kendaraan

melalui notifikasi SMS. Hal ini di karenakan sistem dilengkapi dengan modul

GSM sebagi pengirim status ke nomor handphone pemilik kendaraan.

Cara kerja dari sistem otomatisasi pemanasan mesin kendaraan bermotor

ini akan dijelaskan pada langkah-langkah kerja sistem sebagai berikut :

Page 2: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

18

1. Saat alat pertama kali dinyalakan maka akan ada tampilan jam aktual pada

layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk

masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang

baru. Terdapat juga menu untuk memasukan data jam yang dikehendaki

untuk menjalankan proses pemanasan dan menu untuk memasukan lama

durasi. Setelah semua telah dimasukan maka RTC akan menyimpan data

tersebut.

2. Saat jadwal terpenuhi, mikrokontroler mengawasi jalur dari regulator kiprok

dan indikator netral sebelum melakukan perintah pasaklaran relay untuk

menyalakan kendaraan bermotor. Sistem hanya akan menyalakan kendaraan

saat regulator kiprok OFF atau berlogika “0” dan indikator netral atau

indikator tuas rem tangan (pada mobil) ON atau berlogika “1”. Hal ini terkait

pada sistem pengamanan saat proses pemanasan berlangsung.

3. Ketika proses pemanasan berlangsung maka mikrokontroler akan melakukan

penghitungan mundur selama durasi yang telah ditetapkan.

4. Saat proses penghitungan mundur selesai, mesin akan dimatikan secara

otomatis.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Pada sub bab ini akan dijelaskan perancangan perangkat keras yang

digunakan oleh sistem. Perangkat keras yang menyusun skripsi ini menjadi satu

sistem terdiri dari beberapa bagian yaitu:

1. Modifikasi kelistrikan pada kendaraan

2. Komponen power suplay

3. RTC DS1307

4. Mikrokontroler Atmega 32

5. LCD (Liquid Crystal Display)

6. Modul GSM

Page 3: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

19

7. Modul input – output

3.2.1 Modifikasi Kelistrikan

Dibutuhkan modifikasi pada kelistrikan kendaraan bermotor terutama

pada bagian saklar kontak dan starter agar alat ini mampu bekerja sebagaimana

mestinya. Bagian inilah yang nantinya akan diparalel dengan menggunakan driver

relay sehingga membentuk untai saklar yang kemudian akan diatur oleh

mikrokontroler agar dapat menyalakan kendaraan secara otomatis. Skema

modifikasi kelistrikan dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Skema Modifikasi Kelistrikan

3.2.2 Komponen Power Suplay

Power untuk supply menggunakan regulator LM2576. LM2576

mempunyai bermacam-macam keluaran tegangan yaitu 3,3 V, 5V, 12V, dan versi

adjustable. Dalam pembuatan alat ini, digunakan LM2576 dengan keluaran

tegangan 5v. Konfigurasi pin LM2576 disajikan pada Gambar 3.3 dan rangkaian

pada gambar 3.4.

Page 4: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

20

Gambar 3.3 Konfigurasi pin LM2576

Gambar 3.4 Rangkaian LM2576

Penggunaan regulator LM2576 dengan keluaran 5 Volt ini bertujuan agar

tegangan dari baterai (accumulator) dapat digunakan untuk memberi daya pada

rangkaian yang akan dirancang. Realisasi rangkaian regulator LM2576 disajikan

pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Realisasi rangkaian regulator LM2576

3.2.3 RTC 1307

Pada pembuatan skripsi ini digunakan RTC jenis DS1307. Dari rangkaian

RTC hanya ada 2 pin saja yang digunakan untuk dikoneksikan ke mikrokontroler.

Pin-pin tersebut yaitu SDA dan SCL pada kaki ke 5 dan 6 dari RTC DS1307. Port

C.0 dan C.1 pada mikrokontroler digunakan untuk dikoneksikan pada pin SDA

Page 5: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

21

dan SCL yang masing-masing telah diberi resistor pull-up sebesar 4K7. Kaki SQW

diberikan led yang sebelum nya telah diberi resistor bernilai 220 Ohm untuk

penanda detak. Pada rangkaian RTC ditambahkan sebuah baterai sebesar 3,3 V

untuk menyuplai rangkaian RTC pada saat tidak ada sumber tegangan yang

diberikan oleh mikrokontroler ke rangkaian RTC ini. Rangkaian RTC DS1307

disajikan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Rangkaian RTC DS1307

3.2.4 Mikrokontroler

Pada Bab II sudah dijelaskan bahwa dalam perancangan, sistem ini

menggunakan mikrokontroler keluarga AVR jenis ATmega32. ATmega32 dipilih

karena selain memiliki ADC (Analog Digital Converter) ATmega32 juga

memiliki memori yang cukup besar dan port yang banyak. Mikrokontroler ini

berfungsi sebagai pengendali utama dalam sistem yang dibuat sehingga semua

proses yang meliputi penerimaan dan pengolahan data dari RTC DS1307,

pengendalian semua relay, dan pengiriman data dari modul GSM dikendalikan

oleh mikrokontroler ini. Gambar 3.7 menunjukkan untai modul mikrokontroler,

sedangkan untuk konfigurasi port-port mikrokontroler ditunjukkan pada Tabel

3.1.

Page 6: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

22

Gambar 3.7 Untai modul mikrokontroler

Tabel 3.1 Konfigurasi Penggunaan PIN Atmega 32

Nama Port Fungsi

PORTA.0 Buzzer

PORTA.1 Back light LCD

PORTA.2 Starter

PORTA.3-7 Input konektor

Page 7: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

23

PORTB.0-7 lcd

PORTC.0 scl

PORTC.1 sda

PORTC.2 act

PORTD.0 rx

PORTD.1 tx

PORTD.2-6 Switch button

3.2.5 Relay

Beberapa aplikasi pada industri dan kontrol proses membutuhkan relay

sebagai elemen kontrol penting. Relay merupakan suatu komponen elektronika yang

akan bekerja bila ada arus yang melalui kumparannya sehingga dapat berfungsi sebagai

penghubung dan pemutus suatu rangkaian elektronika, ditunjukkan pada Gambar 3.8.

Sebuah relay terdiri dari kumparan yang dililitkan pada inti besi dan kontak-kontak

penghubung. Apabila kumparan yang melilit inti besi dilalui arus listrik maka akan

menimbulkan induksi medan magnet, dan induksi ini akan menarik kontak-kontak

penghubung relay.

Gambar 3.8 Skematik relay dan penampang relay

Berdasarkan pada gambar 3.8 bagian utama kontak penghubung relay terdiri

dari dua bagian, yaitu :

Page 8: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

24

1. Kontak NC (Normally Close) yaitu kontak penghubung dalam kondisi menutup atau

terhubung bila relay tidak mendapat masukan tegangan pada kumparannya. Dan

sebaliknya, bila diberi tegangan yang mencukupi pada kumparannya, kontak

penghubung menjadi terbuka.

2. Kontak NO (Normally Open) yaitu kontak penghubung dalam kondisi terbuka bila

relay tidak mendapat tegangan pada kumparannya. Dan sebaliknya, bila diberi

tegangan yang mencukupi pada kumparannya, kontak penghubung menjadi

tertutup.

Spesifikasi tegangan maksimum relay yang digunakan adalah 12V pada arus DC

dengan arus maksimum 10A.

1. Modul Input – Output

Pada rangkaian untuk modul I/O ini terdapat lima tombol sebagai

masukan (input), dua relay sebagai keluaran output, LCD sebagai tampilan

(display) keluaran, dan buzzer sebagai penanda proses jadwal pemanasan akan

dilakukan.

1. LCD

Gambar 3.9 adalah bentuk LCD yang digunakan. Spesifikasi dari LCD

yang digunakan:

1. tegangan maksimum : 5V

2. ukuran : 8 karakter x 2 baris

3. controller/driver : SPLC780D

4. dimensi modul : 58 x 32 x 10 mm

5. view area : 37.8 x 16.0 mm

Page 9: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

25

6. tipe LCD : STN Yellow Green

Gambar 3.9 LCD 8x2

7. Buzzer

Gambar 3.10 adalah bentuk Buzzer yang digunakan. Spesifikasi dari

Buzzer yang digunakan:

8. Dimensi : 12x9.5 mm

9. tegangan rata - rata : 5V

10. tegangan operasional : 3-7 V

11. Resonansi freq : 2300(+/-)300

12. Output suara : 85/10cm dB

13. Arus maksimum : 30 mA

14. Suhu operasi : -20oC s/d 70

oC

15. Suhu penyimpanan : -30oC s/d 80

oC

Gambar 3.10 Buzzer

Page 10: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

26

1. Tombol (Push Button)

Gambar 3.11 adalah bentuk tombol yang digunakan. Spesifikasi dari

tombol yang digunakan:

2. tegangan operasional : 12V

3. arus operasional : 50mA

4. tinggi : 5 mm

5. gaya tekan maksimum : 160 gf

Gambar 3.11 Push Button

Adapun keseluruhan modul input output dapat dilihat pada modul I/O

tersebut dapat dilihat pada gambar 3.12

Gambar 3.12 Modul Input Output

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Page 11: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

27

Pada bagian ini akan dijelaskan tentang perangkat lunak yang ada pada

sistem. Perangkat lunak ini meliputi perancangan perangkat lunak yang

ditanamkan pada mikrokontroler Atmega 32. Perangkat lunak yang ditanamkan

pada mikrokontroler ini berguna untuk mengendalikan semua kegiatan yang

dilakukan oleh tiap-tiap komponen sehingga dapat bekerja secara bersama-sama

sehingga membentuk suatu sistem. Adapun perangkat lunak ini berperan dalam

beberapa fungsi diantaranya pengolahan data yang berasal dari RTC, pengolahan

input dan output data pada bagian interface yaitu push button dan LCD.

Gambar 3.13 Diagram Alir Pengaturan Sistem

Pengaturan sistem diawali dari proses memasukan data-data yang akan

dijadwalkan. Diawali dengan memasukan jam yang dikehendaki untuk

dilakukanya proses pemanasan kendaraan bermotor, setelah itu dilanjutkan

Page 12: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

28

dengan memasukan lama durasinya. Pemilik kendaraan juga dapat memasukan

nomor handphone jika dikehendaki akan dikirimkanya notofikasi SMS. Hal ini

hanya diperlukan satu kali saja, karena setelah memasukan data jam maka RTC

akan menyimpan data tersebut. Data ini tidak akan hilang selama baterai CMOS

tidak dilepas atau data yang lama tidak ditimpa data yang baru.

Setelah proses memasukan data selesai, pengguna tinggal menunggu

jadwal terpenuhi. Saat jadwal terpenuhi maka sistem akan menyalakan kendaraan

secara otomatis. Diagram alir proses pemanasan disajikan pada Gambar 3.14.

Gambar 3.14 Diagram Alir Proses Pemanasan

Proses pemanasan diawali dari pengecekan terhadap indikator netral,

kalau indikator OFF maka sistem akan membatalkan proses menyalakan

kendaraan, namun sebaliknya saat indikator netral dalam kondisi ON maka

Page 13: BAB III PERANCANGAN SISTEM€¦ · layar LCD. Lalu saat menekan tombol menu, akan tertampil pilihan untuk masukan jam. Menu ini berfungsi saat kita akan memasukan data jam yang baru.

29

mikrokontroler akan memerintahkan relay untuk memicu tombol starter agar

kendaraan dinyalakan. Mikrokontroler kembali melakukan pengecekan apakah

kendaraan dalam kondisi ON setelah melalui proses starter. Jika kendaraan masih

dalam kondisi OFF maka mikrokontroler kembali memerintahkan agar relay

melakukan proses starter ulang hingga kendaraan mampu di hidupkan. Proses ini

berlangsung sebanyak lima kali. Setelah lima kali kendaraan tetap tidak bisa

menyala, maka mikrokontroler akan memerintahkan modul GSM agar mengirim

notifikasi bahwa kendaraan gagal dinyalakan. Hal ini berbeda saat dalam proses

starter ternyata kendaraan dapat dinyalakan, maka akan dilakukan hitungan

mundur sesuai lama durasi yang telah kita masukan tadi. Setelah itu kendaraan

akan dimatikan secara otomatis.