BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

Transkripsi

1 BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM Dalam bab ini penulis akan membahas prinsip kerja rangkaian yang disusun untuk merealisasikan sistem alat, dalam hal ini mikrokontroler 2560 sebagai IC utama untuk pemroses data, Anemometer sebagai kecepatan angin sensor LDR sebagai intensitas cahaya dan RTC menghitung waktu, mulai dari detik, menit, jam, tanggal, bulan, serta tahun kemudian di tampilkan di LCD. Adapun sistem alat yang dibuat dan di rancang sesuai blok diagram, Pembahasan dititik beratkan pada perancangan alat yang dibuat berdasarkan pemikiran penulis mengacu pada sumber yang berhubungan dengan alat, khususnya bagian pada sensor Anemometer yang berbasiskan Arduino mega Blok Diagram Pendukung dalam memahami cara kerja sistem, maka dibuat diagram blok perancangan yang merupakan garis besar rangkaian alat pengukur kecepatan angin, 37

2 38 dan pengukur intensitas cahaya. S RTC DS3231 Arduino Mega 2560 Anemometer LDR LCD Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Pembuat Alat Alat pengukur kecepatan angin dan pengukur intensitas cahaya dapat menampilkan kecepatan angin dalam m/s dan intesitas cahaya dalam lux pada layar display LCD yang dipasang pada alat tersebut. Data kecepatan angin didapat melalui sensor Anemometer, kemudian oleh mikrokontroler diproses sehingga menjadi data kecepatan angin yang ditampilkan dalam LCD, Data intensitas cahaya didapat dari sensor LDR, kemudian oleh mikrokontroler diproses menjadi data digital lalu ditampilkan dalam LCD dan sensor RTC DS3231 memiliki fungsi untuk menghitung waktu, mulai dari detik, menit, jam, tanggal, bulan, serta tahun kemudian ditampilkan

3 39 dalam LCD. 3.2 Realisasi Rangkaian Langkah berikutnya adalah merealisasikan rangkaian setiap blok, rangkaian rangkaian yang akan dibuat yaitu : Rangkaian sensor RTC DS3231dengan Arduino Mega 2560 Rangkaian sensor Anemometer dengan Arduino Mega 2560 Rangkaian sensor LDR dengan Arduino Mega 2560 Rancangan program setiap sensor dengan aplikasi arduino IDE (Integrated Development Enviroment) 3.3 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Pada perancangan alat ini menggunakan Arduino Mega 2560 sebagai dasar utamanya sehingga diperlukan sebuah modul Arduino Mega Perancangan perangkat keras ini dilakukan untuk mewujudkanya sebuah alat Sistem monitoring cuaca berbasis Arduino menggunakan sensor Anemometer (kecepatan angin) dan sensor LDR (intesitas cahaya) untuk tambahan menampilkan waktu menggunakan sensor RTC DS3231 sehingga dapat terwujudnya pembuatan alat ini Arduino Mega 2560 Arduino Mega 2560 adalah sebuah Mikrokontroler yang merupakan perbaikkan dari board Arduino Mega versi terbaru, yang merupakan pebrbaikan dari board terdahulunya yaitu Arduino Mega Arduino Mega 2560 adalah board Arduino yang diperbesar deangan pin input dan output yang lebih banyak, dan memori yang lebih besar. Arduino Mega 2560

4 40 mempunyai 4 port serial, Flash memory 256 KB, 16 pin analog, Digital I/O pin 54 (15 provide PWM Output), Clock Speed 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power Jack. Arduino Mega 2560 memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menguhubungkan kesebuah komputer dengan kabel USB atau dapat menggunakan baterai untuk memulainya. Setiap modul Arduino Mega 2560 menggunakan 2 (Dua) buah koneksi dengan komputer, Bluetooth dan serial. Komunikasi Bloetooth digunakan untuk komunikasi dengan android. Modul Arduino Mega 2560 yang di gunakan dengan tampilan board seperti Gambar 3.2. Gambar 3.2 Board Modul Arduino Mega Rangkaian Sensor LDR ke Arduino Mega 2560 Sensor intesitas cahaya LDR berfungsi sebagai masukan pada sistem rangkaian Arduino Mega PIN V+ dari LDR yang tersambung resistor

5 41 dihubungkan dengan catu daya pada pin power 5 volt yang terdapat pada Arduino Mega 2560, PIN GND dihubungkan ke PIN GND Power Arduino Mega 2560 dan pin Volt yang menghasilkan tegangan analog hasil intesitas cahaya dihubungkan ke pin A1 Analog In pada Arduino Mega Seperti pada Gambar 3.3. Gambar 3.3 Rangkaian Sensor LDR Ke Arduino Mega Rangkaian Sensor Anemometer ke Arduino Mega 2560 Anemometer ini harus ditempatkan di daerah terbuka. Pada saat tertiup angin, baling-baling atau mangkok terbuat dari bola ping pong yang terdapat pada Anemometer akan bergerak sesuai arah angin. Makin besar kecepatan angin meniup mangkok-mangkok tersebut, makin cepat pula kecepatan berputarnya begitu juga sebaliknya makin kecil angin meniup semakin kecil putaran pada Anometer tersebut. Dari jumlah putaran dalam satu detik maka dapat diketahui kecepatan anginnya. Di dalam Anemometer terdapat alat pencacah yang akan menghitung

6 42 kecepatan angin, dan PIN VCC dari Anemometer yang terdapat pada Anemometer dihubungkan dengan catu daya pada pin VCC power 5 volt yang terdapat pada Arduino Mega 2560, PIN GND dihubungkan ke PIN GND Power Arduino Mega 2560 dan pin Volt yang menghasilkan data kecepatan angin dihubungkan ke pin 2 digital pada Arduino Mega 2560, seperti Gambar 3.4. Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Anemometer Ke Arduino Mega Rangkaian Sensor RTC ke Arduino Mega 2560 RTC ini mempertahankan detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan informasi tahun. Tanggal pada akhir bulan secara otomatis disesuaikan selama berbulan-bulan dengan sedikit dari 31 hari, termasuk koreksi untuk tahun kabisat. jam beroperasi baik dalam 24 jam atau 12 jam atau dengan format PM indikator AM. Akses modul ini dilakukan melalui antar muka I2C yang dapat dikatakan identik dengan pengalamattan register pada RTC DS1307, dengan demikian kode

7 43 program yang sudah dibuat untuk Arduino atau mikrokontroler lain dapat berjalan tanpa perlu dimodifikasi dan untuk terhubung pada Arduino di sambungkan ke pin yang terdapat pada arduino pin Sda pada RTC ke Sda pada arduino, Scl pada RTC ke Scl Arduino Vcc pada RTC ke Vcc(5V) pada arduino Gnd RTC ke Gnd Arduino, seperti Gambar 3.5. Gambar 3.5 Rangkaian Sensor RTC DS3231 Ke Arduino Mega Perancangan Perangkat Lunak Dalam perancangan alat ini, bahasa yang di gunakan oleh penulis adalah bahasa C dengan bantuan software Arduino IDE ( Integrated Development Enviroment ) yang dijalankan pada sistem operasi Windows. Software ini dapat berfungsi sebagai editor dan simulator dari program yang telah kita buat. Arduino ini akan menampilkan isi dari accumulator, program counter, register-register, dan port pada saat program buatan kita sedang dijalankan. Dengan demikian kita dapat mengetahui apakah program yang telah kita buat sudah benar atau belum. Bila belum benar, program dapat diperbaiki secara langsung dari software Arduino IDE ini.

8 44 Gambar 3.6 Contoh tampilan program Aplikasi Rancangan Program Arduino IDE Untuk LDR Setelah proses rangkaian selesai dibuat langkah selanjutnya adalah membuat program pada aplikasi Program Arduino IDE ( Integrated Development Enviroment ). Program aplikasi Arduino IDE dibuka kemudian bentuk tampilan kerja aplikasi Arduino IDE Sketch.

9 45 Gambar 3.7 Program Arduino IDE Untuk Rangkaian LDR Aplikasi Rancangan Program Arduino IDE Untuk Anemometer Setelah proses rangkaian selesai dibuat langkah selanjutnya adalah membuat program pada aplikasi Program Arduino IDE ( Integrated Development Enviroment ). Program aplikasi Arduino IDE dibuka kemudian bentuk tampilan kerja aplikasi Arduino IDE Sketch.

10 46 Gambar 3.8 Program Arduino IDE Untuk Rangkaian Anemometer Aplikasi Rancangan Program Arduino IDE Untuk RTC DS 3231 Setelah proses rangkaian selesai dibuat langkah selanjutnya adalah membuat program pada aplikasi Program Arduino IDE ( Integrated Development Enviroment ). Program aplikasi Arduino IDE dibuka kemudian bentuk tampilan kerja aplikasi Arduino IDE Sketch. Seperti Gambar 3.9.

11 47 Gambar 3.9 Program Arduino IDE Untuk Rangkaian RTC DS Flowchart Dalam setiap pembuatan suatu alat, hal terpenting yang paling utama dalam perancangannya adalah bagaimana kita dapat mengetahui prinsip kerja dari alat yang dapat digambarkan dalam bentuk flowchart. Gambar dibawah adalah flowchart program secara keseluruhan dari pembuatan alat ini

12 48 START ANEMOMETER WEATHER STATION SYSTEM MENAMPILKAN ANGKA KECEPATAN ANGIN RTC LDR MENAMPILKAN INFORMASI WAKTU MENAMPILKAN ANGKA INTESITAS CAHAYA LCD NILAI OUTPUT SELESAI Gambar 3.10 diagram flowchart Penjelesan Cara Kerja Sistem Dari Flowchart Pada awal menggunakan aplikasi dari program Arduiono IDE yang ada pada komputer, kemudian memasukkan IDE perintah untuk menjalankan alat yang akan di jalankan perintah tersebut. Start yang berarti alat siap dihidupkan atau dijalankan

13 49 kemudian setelah dihidupkan pada tampilan awal LCD muncul tulisan automatic weather system, selanjutnya pada tampilan kedua LCD akan memunculkan informasi waktu dari sensor RTC DS3231, pada tampilan ketiga LCD akan memunculkan tulisan Anemometer beserta data atau nilai output dari tangkapan kecepatan angin yang dilakukan sensor Anemometer dan pada tampilan terakhir LCD akan muncul tulisan LIGHT beserta data atau nilai output dari tangkapan intesitas cahaya yang dilakukan sensor LDR.