38

BAB III

PERANCANGAN ALAT

Pada bab ini akan dijelaskan tentang perancangan “ Alat pendeteksi dini

kerusakan pada sistem pengkondisian udara” secara umum alat ini terdiri dari 2

bagian. Bagian pertama yaitu perancangan perangkat keras dan bagian kedua

perancangan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri dari Arduino Duemilanove,

Lm35, Photodioda, Komparator LM339 dan perangkat pendukung lainya.

Perangkat lunak yang digunakan adalah Visual Basic 6.0 dan pemrograman

menggunakan Arduino IDE(Integrated Development Environment).

3.1 Perancangan Rangkaian

Sensor cahaya

Photodioda

(2)

Sensor Suhu

LM35

(3)

USB

(5)

Arduino

Duemilanove

(4)

pc)

(6)

AC

(1)

Gambar 3.1 Diagram blok rankaian

Keterangan Gambar 3.1 :

1. AC : Objek

2. Sensor cahaya : Mendeteksi ON/OFF AC

3. Sensor suhu : Mengukur suhu yang dikeluarkan AC

4. Arduino : Sebagai pengolah data dari sensor

38

39

5. USB : Sebagai pengirim data Arduino dengan PC

6. PC : Sebagai .user interface

Dalam perancangan suatu sistem monitoring Pengkondisian Udara harus

mempunyai kualitas hasil pengukuran yang baik, karena itu pemilihan tipe sensor

yang mendukung proses dari sistem monitoring ini sangat mempengaruhi.

Sensor yang dipilih itu harus sensor yang berakurasi tinggi, tahan

terhadap gangguan dari luar, mempunyai respon yang cepat terhadap perubahan

juga mudah dikontrol oleh microcontroller. Sensor suhu LM35 merupakan sensor

dengan teknologi digital dan tingkat ketelitian yang cukup tinggi.

Pada bagian perancangan ini, pertama akan membahas tentang sistem kerja

alat ukur. Dari sini kemudian akan disusun penggunaan komponen-komponennya.

40

.

Gambar 3.2 Flow chart Sistem Pendeteksi kerusakan AC

Dari gambar 3.2 terlihat awal proses berupa pendeteksian apakah

hubungan komunikasi dengan PC telah tersedia. Fungsi alat berlangsung selama

tidak ada komunikasi antara Arduino dengan PC. Hasil pengukuran oleh sensor

akan diproses di mikrokontroler lalu hasil proses setelah itu akan di tampilkan di

PC.

Secara umum diagram di atas menggambarkan bahwa sistem terdiri dari

input, proses (pengolah data) dan output. Bagian input terdiri atas sensor suhu,

sensor cahaya dan komparator yang akan mengubah sinyal analog dari photo

dioda menjadi sinyal digital. Proses terdiri dari Arduino Duemilanove yang

kemudian ditampilkan pada Personal Computer dengan Program Visual Basic 6.0

41

3.2 Perancangan Perangkat keras

Perancangan perangkat keras meliputi perancangan box rangkaian,

perangkaian Photodioda, Komparator, Lm35 dan rangkaian pin Papan Arduino

Duemilanove.

3.2.1 Perancangan Box Rangkaian

Sistem perancangan box rangkaian yang dibuat untuk menyimpan

perangkat keras ini yaitu menggunakan box plastik :

Modul mikro perangkat keras

Modul Mikro Perangkat lunak

Gambar 3.3 Perancangan Rangkaian

3.2.2 Photodioda

Sensor photodioda dalam rangkaian ini berfungsi sebagai sensor yang

mendeteksi apakah sistem Pendingin udara (AC) dalam keadaan ON/OFF, pada

Sensor Suhu

Sensor cahaya

Komparator

Arduino

Duemilanove

Usb

Usb

42

sistem pendingin mempunyai lampu indikator yang menandakan sistem tersebut

dalam keadaan ON/OFF. Apabila Sistem pendingin sedang bekerja maka lampu

indikator akan menyala. Cahaya lampu ini oleh photo dioda kemudian diubah

menjadi sinyal listrik (Arus listrik) oleh photo dioda, Kemudian sinyal yang

dihasilkan dimasukan kedalam komparator agar bisa menghasilkan sinyal digital,

dan dimasukan dalam pin digital arduino duemilanove sebagai sinyal input bagi

Arduino board.

Gambar 3.4 Flow cart Photodioda terkena cahaya

43

Gambar 3.5 Flow cart Photodioda tidak terkena cahaya

3.2.3 Komparator

Komparator adalah salah satu aplikasi dari Op-Amp (Operational

Amplifier), dimana memiliki fungsi membandingkan besar dua potensial yang

diberikan.

44

A +

out

B -

Gambar 3.6 Simbol komparator

Cara kerja dari piranti komparator adalah membandingkan beda potensial

yang diberikan pada input terminal A (+) dan B (-). Jika tegangan A > B maka out

akan saturasi, jika tegangan A < B atau A = B maka out = 0. Bentuk fisik IC

(Integrated Circuit) dari komparator LM339 adalah sebagai berikut :

Gambar 3.7 PIN LM339

IC komparator yang digunakan adalah LM339 dengan konfigurasi pinout

tampak seperti pada gambar di atas. Didalam kemasan IC LM339 terdapat 4

45

modul komparator sekaligus. Dengan demikian memudahkan kita untuk

melakukan ekspansi.

3.2.3.1 Skema komparator dengan sensor Photodioda

Sinyal keluaran dari photo dioda dihubungkan dengan komparator LM 33

. Tegangan masukan kemudian di komparasi. Tegangan masuk =>3V

Gambar 3.8 Rangkaian Komparator dengan Photodioda

3.2.4 LM35

LM35 disini akan digunakan sebagai sensor suhu dengan akurasi tinggi

pada pengukuran suhu antara(-55°C - 150°C), LM35 mendeteksi suhu yang

dikeluarkan Sistem pendingin dan mengkonversi suhu dengan besaran Celsius

menjadi tegangan dengan suhu sekitar -55°(550mV) sampai 150°(1,5V)

kemudian diproses oleh mikrokontroler Arduino duemilanove.

Pin power 5V dari Arduino duemilanove dihubungkan dengan kaki Vcc

dari LM35, pin GND Arduino dihubungkan dengan kaki GND LM35, dan kaki

Vout LM35 dihubungkan dengan pin Input Analog A0.

46

3.2.5 Perancangan Pin Input dan Output Arduino

Arduino Duemilanov dapat diaktifkan dengan tegangan dari koneksi USB

atau dengan catu daya eksternal yang berkisar antara 6V sampai 20V, yang

disarankan 7V- 12V. Jika menngunakan lebih dari 12V, regulator tegangan cepat

panas dan cepat merusak Board Arduino, jika tegangan kurang dari 7V

kemungkinan tegangan pada pin 5V akan kurang dari 5V.

Pin-pin yang digunakan pada pin Arduino Deumilanove

Pin Analog A0 : digunakan sebagai pin input dari sensor LM35

Evaporator.

Pin GND : untuk grounding.

Pin 5V : digunakan untuk LM35.

Pin digital 2 : digunakan untuk pin input dari photodioda.

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Setelah proses rangkaian selesai dibuat langkah selanjutnya adalah membuat

perangkat lunak. Spesifikasi perangkat lunak yang akan dirancang meliputi :

Perangkat lunak/program Arduino IDE untuk keperluan komunikasi

mikrokontroler dengan komputer PC

Perangkat lunak/program bahasa visual basic sebagai tampilannya

3.3.1 Perancangan Software Arduino

Untuk menyelesaikan rangkaian diatas agar bisa bekerja sesuai dengan

yang kita inginkan, maka langkah selanjutnya adalah membuat program lunak

yang akan diupload ke Arduino board.

47

Adapun bahasa pemrograman yang akan digunakan adalah sebagai

berikut:

Void setup : berfungsi untuk menentukan pin-pin yang akan

digunakan sebagai input atau output

pinMode : berfungsi mendefinisikan pin yang dipakai untuk

keluaran dan masukan

VoidLoop : untuk merubah dan merespon program yang dibuat

int Tempin : untuk membaca sensor LM35

Aktifkan Program Arduino lalu buat program pada sketch Arduino

sebagaimana pada gambar dibawah ini lalu Save program setelah muncul done

saving selanjutnya program dikompile ( ) untuk memeriksa apakah program

sudah benar. Setelah program di compile dan tidak ada kesalahan maka akan

tampil done compiling yang berarti program sudah siap untuk di upload

48

Gambar 3.9 Program Arduino berhasil dicompile

3.3.2 Perancangan Tampilan Visual Basic

Visual Basic mempunyai program dengan aplikasi grafichal user interface

(GUI) yang dapat menjadikan pemakai komputer dapat berkomunikasi langsung

dengan komputer tersebut menggunakan grafik atau gambar. Dengan

menggunakan. Komunikasi Serial yang sudah dikemas pada software Arduino

menjadikan pengguna bisa berkomunikasi dengan Arduino melalui GUI. Program

tampilan yang dibuat menggunakan Visual Basic 6.0 akan lebih memudahkan

49

untuk melihat hasil pengukuran yang di dapat dari Arduino dan mengkontrol

keadaan AC.

3.3.2.1. Memulai Visual Basic 6.0

Aktifkan VB 6 melalui tombol Start > Programs > Microsoft Visual Studio

6.0 >

Microsoft Visual Basic 6.0.

Gambar 3.10Memulai Visual Basic 6.0

Tunggulah beberapa saat hingga muncul tampilan berikut :

Gambar 3.11 kotak dialog new project

Sehingga muncul tampilan form, Kenali bagian-bagian pada Tool Box

50

Gambar 3.12 Jendela Toolbox

beberapa objek yang digunakan :

Form

8 Label

7 Shape

1 Mscomm

2 Frame

Klik komponen Label di dalam ToolBox kemudian “gambar” object

Label1 di dalam Form dengan cara drag-drop. Lakukan langkah yang sama untuk

object Lainnya. Object Mscomm jika tidak ada pada komponen Toolbox, pada

kolom Tolbar pilih Project=>Components=>controls=>Microsoft Comm Control

6. 0.

51

3.3.2.2 Perancangan Tampilan Menu Utama

Perancangan form ini dimaksudkan untuk melihat informasi AC dalam

keadaan ON/OFF dan tingkat suhu secara realtime dari hasil pengukuran.

Gambar 3.13 Form pendeteksi dini kerusakan AC

3.4. Perancangan DFD(Data Flow Diagram)

Pada bagian ini akan dibuat deskripsi rinci dari perangkat lunak, yaitu

data flow diagram yang akan digunakan pada system yang akan dibuat.

52

1. Data Flow Diagram saat AC OFF

Gambar 3.14 Data Flow Diagram saat AC OFF

53

2. Data Flow Diagram saat AC ON

Gambar 3.15 Data Flow Diagram saat AC ON

Keterangan pada gambar:

Untuk mengetahui apakah AC dalam keadaan ON/OFF digunakan frame

indicator ON/OFF, Jika AC ON maka Shape bulat pada indikator ON/OFF akan

berwarna kuning dan jika AC OFF maka Shape bulat akan berwarna Merah

sebagaimana keterangan di sampingnya.

54

1. Data Flow Diagram AC Tidak dingin

Gambar 3.16 Data Flow Diagram saat AC tidak dingin

55

2. Data Flow Diagram AC kurang dingin

Gambar 3.17 Data Flow Diagram saat AC kurang dingin

56

3. Data Flow Diagram AC dingin

Gambar 3.18 Data Flow Diagram saat AC dingin

Keterangan gambar

Frame Kondisi AC akan menentukan apakah AC dalam kondisi dingin

atau tidak,

1. Suhu <19° AC dalam kondisi Dingin indikator berwarna kuning

2. Suhu <23°AC dalam kondisi Kurang dingin indikator berwarna

biru.

3. Suhu >23°AC dalam kondisi tidak dingin indikator berwarna

merah.

57

3.5 Ports (Comm & LPT)

Untuk menampilkan program Arduino dalam visual Basic 6.0 penggunaan

Ports(Com &LPT) yang digunakan harus memperhatikan hal-hal berikut:

Memperhatikan port (COM) yang digunakan oeh Arduino, untuk

dapat mengetahui port yang digunakan oleh Arduino dengan cara

Star/My computer klik kanan/Manager/ device manager/ Ports

(COM) dengan ini kita akan tahu port berapa yang digunakan.

Pada saat peng-inputan program diForm1 pada Visual Basic 6.0

Commport nya harus sama dengan port yang digunakan oleh

Arduino agar komunikasi dapat berjalan pada Serial Port Com.

Pada saat Program Visual Basic 6.0 dijalankan dan program

Arduino tidak dapat meng-Upload ke papan Arduino karena pada

program ini sama-sama menggunakan port yang sama.

3.6 Membuat file exe

Setelah program selesai buat, untuk lebih mudah dalam penggunaannya

maka sebaiknya dibuat sebuah file dalam bentuk EXE agar program bisa

dijalankan pada komputer yang tidak memiliki program visual basic. Untuk

membuat kompilasi program lakukan langkah-;angkah seperti dibawah ini :

1. Buka program yang akan dikompilasi(misalnya kontrol AC)

2. Klik menu file, pilih Make Kontrol AC.exe.

3. Tulis make file EXE (misalnya Kontrol AC)

4. Tentukan posisi penyimpanan file tersebut (misalnya pada desktop)

5. Kemudian pilih OK.