BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

Transkripsi

1 BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN III.1. Analisis Permasalahan Dalam perancangan alat audio controller, terdapat beberapa masalah yang harus dipecahkan. Permasalahan-permasalahan tersebut antara lain : 1. Sistem Mekanik Alat Dalam merancang mekanik alat audio controller ini merupakan suatu hal yang cukup rumit, karena dalam perakitannya membutuhkan pola yang tepat dalam membangun sistem mekanik alat, diantaranya membuat sistem berjalan dengan menggunakan android, perancangan dan peletakannya, maupun proses perakitan secara keseluruhan. 2. Sistem Kerja Sistem kerja pada alat ini menggunakan motor servo untuk menggerakkan potensio. Sistem ini berjalan dengan menggunakan android untuk mengkontrol motor servo yang akan memutar potensio sesuai dengan keinginan. III.2. Strategi Pemecahan Masalah Dengan adanya permasalahan yang terjadi dalam alat dan aplikasi ini, untuk itu dibutuhkan solusi atau pemecahan masalah, antara lain: 1. Dengan adanya permasalahan pada sistem mekanik, penulis harus teliti dalam memilih bahan, merancang serta proses perakitan agar berfungsi sesuai dengan kebutuhan pada sistem yang dibangun. 29

2 30 2. Untuk sistem kerja. untuk menciptakan audio control yang bekerja seperti yang di inginkan. Dimana ketika melakukan pengaturan seperti volume, bass, tribele, balance, sistem ini menggunkan smartphone android yang di hubungkan dengan koneksi Bluetooth HC-05 yang berada di mikrokontroler agar terhubung dan pengguna bisa mulai menjalanka audio controller sesuai dengan keinginan. III.3. Identifikasi Kebutuhan Adapun identifikasi kebutuhan dari audio controller yang akan dirancang yaitu analisis kebutuhan hardware, analisis kebutuhan software dan analisis kebutuhan desain. III.3.1. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) Untuk merancang alat audio controller dibutuhkan perangkat keras (hardware) yang berfungsi sebagai media untuk menuliskan kode-kode program agar alat audio controller dapat bekerja. Perangkat tersebut mempunyai spesifikasi minimal sebagai berikut: 1. Processor 1.80GHz. 2. Harddisk : 500 GB. 3. RAM : 4 GB. 4. Keyboard dan Mouse.

3 31 III.3.2. Kebutuhan Perangkat Lunak (Software) Untuk merancang alat audio controller dibutuhkan perangkat lunak (software) sebagai berikut: 1. Sistem Operasi Windows XP/7. 2. Basic 4 android. 3. Arduino IDE versi III.3.3. Kebutuhan Desain Adapun kebutuhan perangkat yang digunakan untuk mendesain alat audio controller antara lain : 1. Motor Servo. 2. Mikrokontroler ArduinoUno ATMega Mp3. 4. Bluetooth. 5. Amplifier. 6. LCD (Liquid Crystal Display). 7. Papan PCB (Printed Circuit Board). 8. Mur dan baut. 9. Acrylic. 10. Kotak audio. 11. Relay. 12. Loudspeaker. 13. Flasdisk. 14. Smartphone Android.

4 32 III.4. Perancangan Hardware Perancangan hardware untuk alat audio controller ini dapat diawali dengan membuat diagram blok sistem. Dimana tiap-tiap blok saling berhubungan antara yang satu dengan yang lainnya. Diagram blok memiliki beberapa fungsi yakni : menjelaskan cara kerja suatu sistem secara sederhana, menganalisa cara kerja rangkaian, mempermudah memeriksa kesalahan suatu sistem yang dibangun. III.4.1. Diagram Blok Rangkaian Audio Controller Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar III.1 berikut ini: Smartphone Power Supply Bluetooth Hc 05 IC Mikrokontroler ATMEGA Display LCD 16x2 Servo Volume Servo Bass Relay On Off Relay Bal Kiri 328 Servo Treble Relay Next Relay Bal Kanan Relay Previous Gambar III.1. Diagram Blok Rangkaian Audio Controller

5 33 Penjelasan dan fungsi dari masing masing blok adalah sebagai berikut: a. IC Mikrokontroler ATMega 328 berfungsi sebagai pusat kendali dari keseluruhan sistem kerja rangkaian. b. Power Supply : Sebagai sumber energi atau tegangan semua rangkaian elektronika yang telah dibuat agar bekerja sesuai perancangan. c. Bluetooth di Pin 0 dan Pin 1 : untuk mengkoneksikan arduino dengan Handphone Android supaya bisa terhubung untuk melaksanakan perintah yang diberikan smartphone android. d. Relay On Off di Pin 6 : Untuk menghidup matikan Mp3. e. Relay Balance Kiri di pin 4 : Untuk mematikan loudspeaker sebelah kiri. f. Relay Balance Kanan di pin 2 : Untuk mematikan loudspeaker sebelah kanan. g. Motor Servo Vol di Pin 8 : Untuk mengatur tinggi rendah suara musik audio. h. Motor Servo Bass di Pin 11 : Untuk mengatur suara bass musik di audio. i. Motor Servo Treble di Pin 10 : Untuk mengatur suara treble musik di audio. j. Relay Next di Pin 7 : Untuk mengatur pergantian musik dengan arah maju. k. Relay Prev di Pin 5 : Untuk mengatur pergantian musik dengan arah mundur. l. LCD di Pin A0 Samapai A5: LCD berfungsi sebagai media penampilan data yang diinginkan. m. Smartphone Android : berfungsi sebagai pengendali untuk mengatur pergerakan motor servo. III.4.2. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan kalimat dan password yang ada pada tag RFID. Rangkian LCD dapat dilihat pada gambar berikut:

6 34 Gambar III.2. Skematik Rangkaian LCD Pada gambar III.6, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler ATmega328. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD. III.4.3. Perancangan Rangkaian Motor Servo Rangkaian motor servo pada gambar rangkaian dibawah berfungsi untuk mengetahui kondisi motor servo. Pada umumnya motor servo dikatakan dalam kondisi baik apabila motor servo dapat bergerak dalam 2 arah sesuai dengan spesifikasi motor servo tersebut. Pada dasarnya rangkaian motor servo ini adalah rangkaian astabil multivibrator yang memiliki pulsa output 50 Hz dengan duty cycle dapat dipilih dalam dua (2) pilihan. Kedua pilihan tersebut adalah untuk mengetest gerakan motor servo searah jarum jam atau berkebalikan arah jarum

7 35 jam.rangkaian tester motor servo ini bekerja dengan baik pada sumber tegangan + 6 volt DC. Rangkaian motor servo dan komponen untuk membuat rangkaian ini dapat dilihat langsung pada gambar berikut. Data Gambar III.3. Skematik Rangkaian Motor Servo Pada dasarnya motor servo ini adalah astabil multivibrator yang memberikan pulsa output dengan frekuensi 50Hz dengan periode 20 ms dan duty cycle dapat diatur dalam 2 pilihan lebar pulsa positif antara 0,9 ms dan 2,1 ms melalui tombol forward dan tombol reverse. variasi lebar pulsa positif 0,9 ms dan 2,1 ms tersebut digunakan karena motor servo akan bergerak searah jarum jam pada saat lebar pulsa positifnya lebih dari 1,5 ms dan akan bergerak berlawanan arah jarum jam bila lebar pulsa kurang dari 1,5 ms. Motor servo ini dapat mengetahui kondisi dengan cara mengetest putaran motor servo dalam 2 mode yaitu bergerak searah jarum jam dan bergerak berkebalikan arah jarum jam. Apabila motor servo dapat berputar dalam 2 arah sesuai tombol yang ditekan dan sesuai spesifikasi motor servo maka motor servo tersebut dikatakan dalam kondisi baik.

8 36 III.4.4. Smartphone Android Menurut Nazruddin Safaat H (2012 : 1, Android adalah sebuah sistem operasi untuk perangkat mobile berbasis linux yang mencakup sistem operasi, middleware, dan aplikasi. Pada awalnya dikembangkan oleh Android Inc, sebuah perusahaan pendatang baru yang membuat perangkat lunak untuk ponsel yang kemudian dibeli oleh Google Inc. Untuk pengembangannya, dibentuklah Open Handset Alliance (OHA), konsorsium dari 34 perusahaan perangkat keras, perangkat lunak, dan telekomunikasi termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, dan Nvidia. Gambar III.4. Gambaran smartphone android SM-G355H Fitur dan spesifikasi SM-G355H bisa dilihat seperti yang tertera dibawah ini : OS : Android v4.4.2 KitKat. Jaringan : Dual SIM, Jaringan GPRS,EDGE, 3G. Prosesor / CPU : Quad-Core 1.2 Ghz. GPU : RAM : 768 MB.

9 37 Memori internal : 4 GB. Memori eksternal : Slot MicroSD up to 64GB. Layar : 4.5 TFT Capacitive Touchscreen, 256K colors. Kamera belakang : 5 MP, 2592 х 1944 pixels, autofocus, LED flash. Kamera depan : VGAS. Bluetooth 4.0. Aplikasi : Radio FM, GMap, Java Emulator, aplikasi BBM, Whatsapp, Line, Wechat. Calculator, Clock, Media Player, Foto Editor, E-book Reader, , Sound Recorder, Google Talk, Game 3D, dll. Video Player : MP4/WMV/H.264 player. Video Record. Audio Record. MP3 Player : MP3/WAV/eAAC+/FLAC player. A-GPS, GLONAS. Baterai : Li-Ion 2000 mah. Dimensi : x 68 x 9.8 mm. III.4.5. Perancangan I/O Sistem Minimum Arduino Uno Sistem minimum Arduino Uno memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin I/O analog. Pin-pin tersebut dapat digunakan sebagai masukan dari push button dan keluaran menuju motor.

10 38 Gambar III.5. Skema Rangkaian Sistem Minimum Arduino Pada gambar III.5. tampak jalur-jalur yang menghubungkan setiap pin I/O menuju mikrokontroler maupun jalur fitur lainnya pada sistem minimum Arduino Uno.

11 39 Gambar III.6. Layout PCB Arduino Uno Pada gambar III.6. tampak jalur-jalur yang menghubungkan setiap pin I/O menuju mikrokontroler maupun jalur fitur lainnya pada sistem minimum Arduino Uno. III.4.6. Perancangan Rangkaian Bluetooth HC-05 Bluetooth adalah Sebuah teknologi wireless yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara dengan jarak jangkauan yang terbatas. Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping transceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara realtime antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas.

12 40 Gambar III.7. Rangkaian Antarmuka Modul Bluetooth HC-05 Dengan Mikrokontroler III.4.7. Rangkaian Amplifier Rangkaian Amplifier berfungsi sebagai pusat pengaturan nada audio. Rangkaian Amplifier ditunjukkan pada gambar III.8. berikut ini : Gambar III.8. Skematik Rangkaian Amplifier

13 41 Rangkaian Amplifier Stereo 20 Watt 12 Volt ini merupakan amplifier stereo yang bekerja dengan sumber tegangan + 12 volt DC dan mampu meberikan daya output 20 watt RMS pada beban load speaker 8 Ohm. Rangkaian Amplifier Stereo 20 Watt 12 Volt ini dibangun dengan IC power amplifier TDA7377V dan penguat operasional TL074. Kelebihan Rangkaian Amplifier Stereo 20 Watt 12 Volt ini telah dilengkapi dengan pengatur nada (tone control) tipe baxandall yang dibangun menggunakan pebuat operasional (Op-Amp) IC TL074 yang low noise. Pengatur nada pada Rangkaian Amplifier Stereo 20 Watt 12 Volt ini dapat mengatur level nada bass dan nada treble yang akan dikuatkan menggunakan IC power amplifier TDA7377V. Untuk membuat Rangkaian Amplifier Stereo 20 Watt 12 Volt. III.4.8. Perancangan Rangkaian Power Supply (PSA) Rangkaian ini berfungsi untuk mensuplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari satu keluaran, yaitu 12 volt. Keluaran 12 volt ini digunakan untuk mensupply tegangan ke semua rangkaian. Rangkaian power supply ditunjukkan pada gambar III.9: 12v Ic v 220v 12v (-) Gambar III.9. Skematik Rangkaian Power Supply (PSA)

14 42 Supply tegangan awal berasal dari tegangan listrik 220V AC yang kemudian tegangan tersebut akan diturunkan oleh trafo step down menjadi lebih kecil yaitu berkisar antara Hasil keluaran dari trafo yang masih berbentuk tegangan AC (bolak-balik) selanjutnya diubah menjadi tegangan DC (searah) melalui kombinasi empat buah dioda 1Nxxxx yang merupakan penyearah pada rangkaian. Untuk lebih menstabilkan tegangan keluaran dari rangkaian dioda tadi, maka digunakanlah kapasitor elektrolit (Elco) untuk meratakan hasil tegangan keluarannya. IC regulator tegangan 12 Volt (IC 7812) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 12 Volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. Dan biasanya pada rangkaian power supply ini, sirkuit keluaran terakhir ditambahkan komponen LED yang berfungsi sebagai lampu indikator untuk mengetahui apakah tegangan yang dimaksud sudah sampai pada titik keluaran atau belum. III.5. Perancangan Software Perancangan software pada perancangan audio controller dapat dimulai dengan membuat flowchart untuk proses kerja pada alat, setelah itu akan dirancang pembuatan program untuk alat yang akan dibuat. III.5.1. Flowchart Rancangan Alat berikut : flowchart untuk perancangan audio controller dapat dilihat pada gambar

15 43 Start Inisialisasi Input/ Output Bluetooth Aktif Tidak Ya Baca Data Bluetooth Koneksi Bluetooth Tidak Ya Baca Data Servo atau Relay Pilih Volume Tidak Tidak Tidak Pilih Balance Tidak Pilih Bass Pilih Treble Kiri Pilih Balance Kanan Tidak Pilih Previous Tidak Pilih Next Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ya Pengaturan Servo 1 Pengaturan Servo 2 Pengaturan Servo 3 Pengaturan Relay 1 Pengaturan Relay 2 Pengaturan Relay 3 Pengaturan Relay 4 Finish Gambar III.10. Flowchart Perancangan audio controller

16 44 Start merupakan saat program pertama kali dijalankan. Apabila Bluetooth belum aktif, maka program akan berputar menunggu status Bluetooth aktif, apabila Bluetooth sudah diaktifkan Selanjutnya program akan membaca data Bluetooth, dan jika bluetooth tidak terkoneksi kembali membaca data Bluetooth. Jika Bluetooth terkoneksi, maka otomatis pembacaan data servo dan relay terkoneksi. Setelah itu pilih volume jika Ya maka pengaturan servo 1 berjalan, jika Tidak maka pilih bass jika Ya maka pengaturan servo 2 berjalan, jika Tidak maka pilih treble jika Ya maka pengaturan servo 3 berjalan, jika Tidak maka pilih balance kiri jika Ya maka pengaturan relay 1 berjalan, dan jika Tidak maka pilih balance kanan jika Ya maka pengaturan relay 2 berjalan, jika Tidak maka pilih previous jika Ya maka pengaturan relay 3 berjalan, dan jika Tidak maka pilih next jika Ya maka pengaturan relay 4 berjalan dan proses pun telah selesai. III.5.2. Perancangan Program Pada perancangan ini digunakan basic 4 android sebagai interface. Memprogram basic 4 android dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Koneksikan hotspot smartphone android anda ke laptop, setelah itu buka aplikasi basic 4 android di smartphone anda dan tekan tombol start wireless. Lalu buka software basic 4 android (terdapat shortcut pada desktop), maka akan muncul tampilan start-page basic 4 android. Adapun tampilan awal basic 4 android yang dapat dilihat pada gambar III.11 berikut ini :

17 45 Gambar III.11. Tampilan Awal Basic 4 Android 2. Kemudian klik tools, pilih B4A bridge, kemudian klik connect wireless Gambar III.12. Koneksi Wireless dari Aplikasi ke Smartphone Android

18 46 3. Lalu isikan IP address yang diminta lalu oke. Gambar III.13. Pengisiaan IP Address Smartphone Android 4. Setelah itu tekan F5 untuk membuat tempat penyimpanan project baru, kemudian tekan save. Gambar III.14. Penyimpana Project Baru

19 47 5. setelah itu klik Designer, maka akan tampil jendela sebagai tempat kita untuk memulai mendesigne aplikasi yang akan kita buat seperti pada gambar III.15. dibawah ini : Gambar III.15. Tampilan Designer III.5.3. Rancangan Desain Tampilan Form Perancangan form tampilan audio controller berdasarkan motor servo yang terkendali menggunakan android bertujuan untuk menggambarkan sketsa desain tampilan form yang akan dibuat sebagai tampilan interface kepada pengguna aplikasi. Adapun komponen-komponen dalam basic 4 android yang dipakai dalam rancangan form dapat dilihat pada gambar dibawah :

20 48 B4A Abstak Designer Judul Volume Bass Treble Kiri Balance Kanan Previous Next Connect Discconect ON OFF About Gambar III.16. Desain Tampilan Utama Keterangan menu di desain tampilan utama sebagai berikut: Judul menggunakan menu label. Volume menggunakan menu seekbar. Bass menggunakan menu seekbar. Treble menggunakan menu seekbar. Tombol kiri dan kanan balance menggunakan menu button. Tombol connect dan disconnect menggunakan menu button. Tombol previous menggunakan menu button. Tombol next menggunakan menu button.

21 49 Tombol on dan off menggunakan menu button. Tombol about menggunakan menu button. Gambar Nama Lengkap : Nim : Jurusan Tempat Tgl. Lahir : Alamat Lengkap : kembali Gambar III.17. Desain Tampilan Data Pribadi Keterangan menu desain tampilan data pribadi sebagai berikut: Tampilan gambar menggunakan menu imageview. Tulisan menggunakan menu label. Tombol kembali menggunakan menu button.