Upload
ardo-nando
View
233
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
1/14
33
BAB 3
PERANCANGAN SISTEM
Secara umum, sistem ini tersusun dari beberapa bagian seperti yang terlihatpada gambar 3.1 di bawah ini.
Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
2/14
34
Modul Utama
Pada Modul Utama terdapat DS1307 (Real Time Clock), LCD 20x4,
Relay AVR, dan sensor suhu. RTC ini berfungsi untuk memperkirakan
waktu. DS1621 berfungsi untuk mengetahui suhu yang terdapat dalam
gedung rumah walet tanpa harus memasuki gedung rumah walet tersebut.
Dalam sistem ini juga terdapat Relay yang akan bekerja sejalan dengan
sensor suhu, yaitu ketika suhu didalam ruangan melebihi suhu yang telah
ditetapkan (28oC) maka relay yang dihubungkan dengan lampu akan aktif.
Data yang diperoleh akan di proses oleh AVR dan hasilnya akan ditampilkan
di LCD berukuran 20x4
Modul Sensor Depan dan Sensor Belakang
Sistem ini menggunakan 60 buah LED infrareddan photodiode yang
dipasangkan secara sejajar dengan masing-masing LED infrared ataupun
photodiodanya, jarak antara masing-masing infrareddan photodioda adalah
1cm dengan harapan ketika ada burung yang akan masuk ataupun keluar
maka dapat di deteksi dengan tingkat akurasi yang baik. Dalam sistem ini
diguanakan 16 buah komparator jenis IC LM339 yang dalam pembuatannya
IC LM339 ini akan dibagi menjadi 2 buah modul yaitu modul sensor depandan belakang, yang masing-masing modul akan terdapat 8 buah IC LM339
dan pada IC ini akan dipasangkan dengan photodiode yang bertujuan agar
tegangan yang terbaca dapat dibandingkan oleh komparator. Pada setiap
modul komparator ini terdapat satu buah mikrokontroler AVR yang
berfungsi untuk mendeteksi apakah yang lewat pada lubang ini berupa
burung atau bukan dengan cara meliat jumlah photodioda yang tidak terkena
sinar infrared. Apabila pada bagian horizontal terdapat photodioda yang
tidak terkena sinar sebanyak lebih besar dari 12 buah dan pada bagian
vertikalnya terdapat lebih besar dari 4, maka AVR akan mengartikan ini
sebagai burung. Apabila salah satu atau seluruh syarat tersebut tidak
terpenuhi, maka akan dianggap bukan burung.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
3/14
35
3.1. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Gambar 3.2 Skematik Modul Utama Sistem
3.1.1. DS1307 (Real Time Clock)
Dalam sistem ini menggunakan Real Time Clock jenis
DS1307, tujunan menggunakan RTC ini untuk men-set waktu,
tanggal, dan hari. Sehingga pada saat penyimpanan data jumlah
burung dapat diketahui tangaal dan bulan penyimpanannya.
Gambar 3.3 Contoh Format DS1307
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
4/14
36
DS1307 merupakan jenis RTC yang memuat daya yang
rendah, full BCD/kalender ditambahkan dengan 56 bytes SRAM.
Pengiriman alamat dan data melalui 2 arah kawat bus. Waktu
/kalender terdapat didalamnya detik, menit, jam, hari, bulan dan
informasi tentang tahunnya.
Gambar 3.4 Konfigurasi Pin DS1307
DS1307 dapat membangun tenaga rangkaian yang mana
dapat mendeteksi tenaga yang gagal dan secara otomatis switchakan
memberikan daya dari supply. Untuk lebih lengkapnya lihat pada
lampiran datasheet.
Gambar 3.5 Rangkaian DS1307
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
5/14
37
3.1.2. LCD 20x4
Gambar 3.6 Rangkaian LCD
Untuk tampilan dalam sistem walet ini digunakan sebuah LCD
dengan ukuran 20x4, untuk menampilkan waktu, tanggal, bulan,
jumlah burung yang terdapat di dalam gedung rumah walet tersebut,
dan juga akan menampilkan besarnya suhu yang terdapat dalam
gedung tersebut.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
6/14
38
3.1.3. Modul Suhu DS1621
Gambar 3.7 Rangkaian DS1621
Sensor di bidang industri maupun yang lainnya sangat
dibutuhkan karena dengan adannya sensor maka bidang-bidang
industri dapat dengan mudah dapat mengendalikan peralatan dari
jarak jauh. Sensor dapat dimanfaatkan jika terdapat rangkaian ADC
maupun DAC dan dibutuhkan suatu kalibrasi agar sensor dapatmengukur suatu besaran dengan tepat. Dengan menggunakan sensor
DS1621 maka hal itu tidak diperlukan karena DS1621 tersebut
merupakan suatu sensoryang pintar (Intelegent Censor). DS1621
ini tidak membutuhkan mikrokontroler dan tidak membutuhkan
kalibrasi.
Sensor tersebut akan merespon suhu yang ada didalam
sangkar burung walet dan menampilkannya di sebuah LCD 20x4,
dengan adanya sensor tersebut maka suhu ruangan sarang burung
walet dapat disesuaikan suhunya dengan suhu yang disukai oleh
burung walet.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
7/14
39
3.1.4. MAX232
Gambar 3.8 Rangkaian MAX232
Merupakan sebuah jenis IC dengan fungsi secara umum yaitu
sebuah konverter dari mokrokontroler ke serial port untuk dapat
dibaca dalam output lainnya seperti PC komputer.
IC MAX-232 adalah sebuah IC yang mengubah level
tegangan TTL ke RS-232 atau sebaliknya. IC ini didukung dengan
anti noiseyang baik serta aman ketika terjadi "short circuit". Akan
tetapi pada aplikasi-aplikasi tertentu tidaklah terlalu esensial selalu
menggunakan MAX-232 ini.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
8/14
40
3.1.5. Modul LM339
Gambar 3.9 Skematik Modul Komparator
IC ini merupakan jenis IC linier, LM339 mempunyai 4
tegangan komparator sendiri. Di desain khusus untuk operasi dari
single power supplydengan nilai tegangan yang luas.
Dalam sisitem ini digunakan IC tersebut sebagai komparator
untuk dihubungkan pada semua jalur photodioda, tujuannya supaya
nilai yang dihasilkan photodioda lebih akurat karena apabila tidak
menggunakan IC komparator tersebut maka AVR tidak akan dapat
membaca nilai dari photodioda yang mempunyai nilai minimal
sebesar 3,00 Volt (nilai yang dapat dibaca oleh AVR untukmendeteksi logika 0 maksimal 2,5V). Jadi, fungsi dari komparator
yang kami gunakan adalah sebagaifiltertegangan.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
9/14
41
3.1.6. Modul Photodioda dan Infrared
Gambar 3.10 Skematik Modul Photodioda
Photodioda dan sensor Infrared dalam sistem ini digunakan
untuk mendeteksi jumlah burung Walet yang akan masuk dan
keluar.Modul ini di pasangkan berhadapan depan dengan yang
belakang dan ditempelkan di sebuah balok kayu dengan ukuran dan
jarak yang sudah diperhitungkan.
Dibawah ini adalah rancang bangun yang sudah didesain
sedemikian rupa:
Sistem sensor ini menggunakan 60 buah infrared sebagai
sensornya dan 60 buah photodiode yang dibagi menjadi 30 buah di
depan dan 30 buah di belakangnya.modul tersebut dipasangkan
didepan dan dibelakang dengan tujuan untuk mendeteksi apakah
burung walet tersebut akan masuk atau keluar.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
10/14
42
Sensor infrared dipasangkan pada papan kayu dibagian atas
dan samping kanan,sedangkan untuk photodiode dipasangkan
dibawah dan sebelah kirinya.jarak antara photodiode ataupun sensor
infrared yang satu dengan yang lainnya yaitu sekitar 1 cm, dengan
tujuan supaya pendeteksian burung waletnya lebih akurat.
3.2. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
3.2.1. Algoritma Sistem
Algoritma dari program yang ditanamkan ke dalam
mokrokontroler adalah sebagai berikut :
Pertama-tama algoritma pada main modul akan menampilkan
jumlah burung dan besarnya suhu secara real time. Kemudian
ditetapkan sebuah variable (sistem menggunakan nama get_inside
dan get_outside) yang berfungsi sebagai penanda agar program
pendeteksian dan penghitungan jumlah burung dapat dilakukan serta
memasukan jumlah burung ke dalam variabel bird.
Get_inside dan get_outside didapatkan dari output modul
komparator yang mempunyai program yang berfungsi sebagai
pendeteksi burung. Pada program yang terdapat dalam
mikrokontroler modul komparator setiap pin-pin yang dipakai untuk
mendeteksi burung dimasukan ke dalam array-array dengan nama
length dan side. Length merepresentasikan pin-pin pada
mikrokontroler yang terhubung ke output dari komparator yang
memiliki input dari photodiode bagian atas (panjang), sedangkan side
merepresentasikan pin-pin mikrokontroler yang terhubing ke output
komparator yang mempunyai input dari photodiode bagian samping
(tinggi). Apabila array lengthmemiliki lebih dari 12 buah variable
yang mempunyai logic1 dan array sidememiliki lebih dari 4 buah
variable yang mempunyai logic 1 maka PORTC.0 dari
mikrokontroler ini akan mengeluarkan output (logic 1) kepada
mikrokontroler di modul utama.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
11/14
43
Pada mikrokontroler modul utama ini, pertama-tama akan
menginisialisasi LCD, RTC, dan sensor suhu. Program akan
mengambil nilai-nilai dari RTC yang dimasukan ke dalam variabel
date, month, year, h (hour), m (minute), dan s (second). Lalu
mikrokontroler juga akan mengambil nilai dari dua buah sensor suhu
pada address0dan address1kemudian dimasukan ke dalam variabel
temp0dan temp1. Apabila pada variabel temp0dan temp1memiliki
nilai suhu lebih besar sama dengan 280 maka program akan
mengaktifkan PORTB.0 yang terhubung dengan relay.
Dalam modul utama ini juga terdapat input dari
mokrokontroler modul komparator pada PORTD.5 dan PORTD.6.
PORTD.5 sebagai pin penerima input modul komparator yang
mendeteksi burung dari photodiode lapisan luar, sedangkan
PORTD.6 sebagai pin penerima input modul komparator yang
mendeteksi burung dari photodiode lapisan dalam. Apabila pada
program, PORTD.5 aktif maka variabel flag_in akan menjadi 1.
Sedangkan, apabila PORTD.6 aktif maka variabel flag_out akan
menjadi 1. Apabila variabel flag_interlebih dahulu memiliki nilai 1
maka program akan menunggu variabel flag_out sampai bernilai 1
juga, apabila syarat sudah terpenuhi maka variabel bird akan
ditambahkan 1. Demikian juga sebaliknya, Apabila variabelflag_out
terlebih dahulu memiliki nilai 1 maka program akan menunggu
variabel flag_in sampai bernilai 1 juga, tetapi setelah itu, apabila
syarat sudah terpenuhi maka variabel birdakan dikurangi dengan 1.
Kemudian algoritma akan menjumlahkan seluruh hasil
variabel bird,yang kemudian akan ditampilkan ke modul LCD 20x4
bersama dengan waktu, tanggal, bulan, tahun, dan nilai suhu.
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
12/14
44
3.2.2. Diagram Alur (Flowchart) Sistem
Gambar 3.11 Diagram AlirMainModul Sistem
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
13/14
45
Gambar 3.12 Diagram Alir Modul Komparator Sistem
7/23/2019 2009-2-00423-SK Bab 3
14/14
46
3.3. Rancang Bangun
Alat ini akan ditempatkan di bagian dalam dari lubang masuk burung
walet. Alat ini akan diletakan setelah lorong dengan panjang satu meter yang
menutupi lubang masuk agar dapat meminimalisasi cahaya.
Gambar 3.13 Rancang Bangun Tampak Samping
Gambar 3.14 Rancang Bangun Tampak Depan