BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Transkripsi

1 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Dalam bab ini akan dibahas mengenai pembuatan dan perancangan seluruh sistem perangkat dari rancang bangun jembatan otomatis dengan identifikasi RFID. 3.1 Pendaluluan Dimana secara garis besar terdapat dua bagian perangkat yang ada yaitu: 1. Perancangan perangkat keras 2. Perancangan perangkat lunak Pada perancangan perangkat keras akan meliputi penjelasan dari perancangan diagram blok sistem, perancangan sinyal imputan dan keluaran (input/output). perancangan perangkat lunak menggunakan arduino Uno sebagai mikrokontroller, RFID reader sebagai pembaca kartu atau tag, dan sensor ultrasonik sebagai pembaca benda. Kombinasi perangkat-perangkat tersebut akan saling mendukung satu dengan yang lainnya sehingga alat yang direncanakan dapat berjalan sesuai dengan perencanaannya. 3.2 Blog Diagram Sebelum menentukan dan membuat perangkat keras, terlebih dahulu dilakukan perancangan blok diagram yang akan menjadi kerangka acuan dalam 20

2 21 pembuatan alat aplikasi sesuai dengan yang diinginkan. Adapun blok diagram dari sistem tersebut adalah terdapat pada Gambar 3.1 INPUT PROSES OUTPUT Kartu RFID Servo 1 Arduino Uno Servo 2 RFID Reader Servo 3 Servo 4 Sensor Ultrasonik HC-SR04 LED 1 LED 2 LED 3 LED 4 Gambar 3.1 Blok Diagram sistem secara keseluruhan Dari hasil Gambar 3.1 diatas adalah blok diagram dari rangkaian sistem. Secara garis besar sistem terbagi tiga bagian, yaitu masukan (input), proses data atau pragram, dan keluaran (output). Bagian masukan (input) terdiri dari kartu

3 22 RFID, RFID reader, Sensor Unlrasonik. Sedangkan untuk keluaran (output) terdiri dari Motor servo sebagai pengerak, dan LED. Sedangkan mikrokontroller ATmega 328 digunakan sebagai kontrol utama untuk mengolah program data Keterangan Sistem Kerja Komponen pada Alat Alat ini dirancang dengan memiliki alur proses pengontrolan. Pengontrolan dimulai dengan proses identifikasi, yakni inputan data yang berupa masukan dari RFID reader ketika mendeteksi keberadaan kartu RFID, inputan berupa data (nomor serial kartu) ini masukan ke mikrokontroller dan debandingkan dengan data (nomor serial) yang telah dimasukan/didaftarkan ke dalam program. Jika data dinyatakan valid, maka mikrokontroller akan memberikan perintah eksekusi ke motor servo untuk membuka jembaran, palang pintu jalan akan menutup, dan lampu Led akan berwarna merah. Dan ketika sensor untrasonik mengidentifikasikan kartu RFID, maka servo akan menutup jembatan, palang pintu akan membuka, dan lampu Led akan berwarna hijau. 3.3 Perancangan Elektrikal Dalam perancangan dan pembuatan alat Rancang Bangun Jembatan otomatis dan palang pintu otomatis dengan identifikasi RFID, selain menggunakan kontrol utama, juga menggunakan komponen lain sebagai komponen pendukung.

4 Rangkaian jembatan otomatis Rangkaian seperti pada gambar 3.2 ini berfungsi utuk membuka dan menutup jembatan secara otomatis dan palang pintu secara otomatis dengan menggunakan RFID. Rangkaian ini menggunakan sebuah RFID yang terhubung sebelum jembatan. Reader RFID tersebut berfungsi untuk menerima suatu energi yang di pancarkan oleh kartu RFID agar mendapatkan suatu data masuk yang telah di program. Setelah itu motor servo 1 akan bergerak 40 dan servo 2 akan bergerak 70. Ketika servo 1 dan 2 terbuka palang pintu akan menutup, servo 3 akan bergerak 180 dan servo 4 akan bergerak 90. Dan ketika kartu RFID yang di yang di berada didalam kapal mengenai sensor ultrasosonik, maka Jembatan akan menutup, servo 1 dan 2 akan kembali ke posisi titik 0 dan servo 3 dan 4 akan kembali juga ke posisi 0 Gambar 3.2 rangkaian jembatan

5 Rangkaian Regulator Power Supply digunakan sebagai catu daya dan merupakan bagian yang sangat penting karena tanpa adanya catu daya maka rangkaian elektronik tidak akan bekerja. Power Supply adalah sebuah perangkat rangkaian yang berfungsi membangkitkan, menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari sumber yang akan di salurkan ke komponen. IC power ini menggantikan sebuah adaptor, dengan ke luaran 12v, dan dengan menggunakan IC regulator keluaran adalah 5v. Perancangan regulator dapat dilihat pada gambar 3.3 Gambar 3.3 rangkaian regulator Rangkaian Mikrokontroller Mikrokontroller yang di gunakan pada tugas akhir ini adalah Arduino Uno. Arduino ini terhubung dengan regulator sebagai input tengangan sebesar 5v. Pada Arduino ini terhubung komponen elektronik Servo motor, RFID, Led, melalui

6 25 pin-pin yang terdapat di arduino. Mikrokontroller Arduino terdapat pada gambar 3.4. Gambar 3.4 rangkaian mikrokontroller Rangkaian RFID Rangkaian ini digunakan sebagai Input data yang akan diolah oleh Arduino. Pada rangkaian ini terdapat 8 kaki/pin, yang digunakan hanya 7 kaki/pin dengan fungsi yang berbeda, yaitu untuk memberi eksekusi ke motor servo secara otomatis Rangkaian RFID yang telah di buat pada gambat 3.5. Gambar 3.5 Rangkaian RFID

7 Rangkaian Sensor Ultrasonik Rangakaian ini digunakan sebagai input data yang diolah oleh Arduino. Pada rangkaian ini terdapat 4 kaki/pin dengan fungsi berbeda, yaitu untuk mendeteksi benda yang lewat di depannya, dibawah ini adalah rangkaian sensor ultrasonik yang telah dibuat terdapat pada Gambar 3.6. Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Ultrasonik 3.4 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Perancangan perangkat keras ini meliputi pembuatan simulasi jembatan otomatis dan palang pintu otomatis serta rangkaian jembatan dengan menggukana bermacam bahan yang digunakan.

8 Jembatan Otomatis Dalam simulasi ini jembatan dibuat menggunakan Akrilik. Jembatan di rancang agar dapat bergerak kurang lebih 90 ketika reader menerima sinyal energi data dari sebuah kartu. Pada sisi sebelum jembatan terdapat di pasang sebuah reader. Hasil pembuatan jembatan ini terdapat pada gambar 3.7. Gambar 3.7 hasil rangkaian jembatan otomatis Palang Pintu Otomatis Sama laha dengan jembatan otomatis, palang pintu otomatis akan berkerja apabila ketika servo jembatan berkerja. Ketika jembatan terbuka, maka palang pintu akan menutup dan bergerak sebayak 90. hasil pembuatan palang pintu ini terdapat pada Gambar 3.8.

9 28 Gambar 3.8 hasil rangkaian palang pintu otomatis Indikator Dalam simulasi ini indikator berupa LED yang berjumlah setiap palang pintu terdapat 2 LED, disimulasikan ini indikator berfungsi sebagai penanda palang pintu akan tertutup, dan di pasang seperti lampu merah. Gambar 3.9 Indikator Gambar 3.9 Indikator

10 Miniatur jembatan dan palang pintu jembatan pada alat ini deletakan pada sebuah papan akrilik sebagai alas dan di tambah Gypsum. Ukuran alas adalah 65 cm x 45 cm. Sedangkan jembatan yang digunakan membentuk persegi panjang dengan 55 cm x 9cm. Pada alat ini jembatan dapat menutup, terbuka secara otomatis dan terdapat juga palang pintu jalan akan menutup, terbaka secara otomatis seperti pada Gambar 3.10 Gambar 3.10 Miniatur jembatan dan palang pintu 3.5 Pemograman Pemograman pada umumnya dilakukan pada tahap akhir, setelah perancangan mekanik dan elektrik terselesaikan. Karena dalam proses pemrograman melakukan dengan cara uji coba. Sehingga untuk melakukannya komponen perangkat harus dapat dioperasikan. Pemograman adalah memasukan suatu informasi atau kode-kode (Coding) kedalam suatu mikrokontroller. Dimana dihadapkan alat dapat beroperasi sesuai dengan kemauan pemiliknya atau perancangan awal sebelum dibuat.

11 30 Dengan memanfaatkan suatu mikrokontroller Arduino Uno, jembatan dan palang pintu ini di program sedemikian rupa sesuai fungsinnya. Program yang dibuat melipati pemograman RFID, Servo, LED. Untuk lebih jelasnya, berikut akan dipaparkan mengenai pemograman tiap-tiap komponen penyusunan. Untuk dapat dijalankan sebagaimana mestinya, program terlebih dahulu harus di dwonload kedalam mikroprosesor sebagai kontrol utamanya. Bahasa pemograman mikroprosesor yang umum dan banyak digunakan adalah bahasa C. Oleh karenanya, dalam proyek ini penusi akan mencoba mengimplementasikan simulasi sistem dengan basis bahasa C. Sebagai berikut, daftar tabel dalam pemograman terdapat pada Gambar tabel 3.1 Tabel 3.1 kaki Pemograman Nama Pin Arduino LED LED LED LED A0 A1 A2 A3 MOTOR SERVO 2 ULTRASONIK (ECHO) 3 ULTRASONIK (TRIG) 4 RFID READER (RST) 5 MOTOR SERVO 6 MOTER SERVO 7

12 31 MOTOR SERVO 8 RFID READER (SDA) 10 RFID READER (MOSI) 11 RFID READER (MISO) 12 RFID READER (SCK) 13 RFID READER (3,3V) 3,3V RFID READER (GND) GND Pemograman RFID Dalam pemograman library ini akan di bahas sebuah hasil dari sebuah program untuk RFID. Program ini sebagai perintah yang akan di jalankan oleh sebuah RFID ketika mendapatkan suatu sinyal data yang di terima oleh reader akan terhubung tag. Perintah ini ialah ketika ada suatu sinyal dalam tag akan di pancarkan dan di pentulkan kembali terhadap reader. Sebagai hasil pemograman RFID dalam library terdapat pada Gambar 3.11

13 32 Gambar 3.11 hasil pemograman RFID Pemograman Motor Servo Dengan memanfaatkan file.h pada library yang sudah ada pada folder Arduino maka untuk pemorgaman motor servo ini cukup mengikuti beberapa perintah didalamnya. Perintah-perintah ini dapat dilihat pada file.h tersebut seperti halnya perintah attach, detach, wire, dan lain sebagainya. Setiap perintah ini memiliki kegunaan tesendiri baik digunakan untuk pendeklarasian maupun menentukan pergerakan servo berdasarkan sudut yang kita inginkan. Hasil pemograman terdapat pada Gambar 3.12

14 33 Gambar 3.12 hasil pemograman motor servo Seperti penjelasan pada bab sebelumhwa untuk mengggerakan servo ini perlu adanya pemberian nilai pulsa. Dan pembangjit pulsa ini pun sudah dikkemas pada file library servo khususnya pada file.cpp sehingga penggunaannya pun akan lebih mudah karena hanya memanfaatkan perintah-perintah yang sudah diijinkan oleh Arduino dan tidak lagi diperlukan pengaturan seperti halnya pada Atmega pada umumnya.

15 Pemograman LED Dengan memanfaatkan program Blink pada Arduino maka untuk pemograman LED ini cukup mengikuti beberapa perintah didalamnya, seperti pada gambar Gambar 3.13 Hasil Pemograman LED 3.6 Flowchat Sistem kerja secara kesekuruhan dapat dilihat pada program dalam flowchat Gambar 3.14 dibawah ini. Saat pertama kali sistem disambungkan ke sumber tegangan, maka sistem akan berada dalam kondisi awal dimana seluruh alat yaitu motor servo sebagai penggerak jembatan dan palang pintu dalam keadaan mati,

16 35 kecuali RFID reader beada pada kondisi standby untuk menerima sinyal dalam kartu akses yang derdapat pada jembatan. Ketika salah satu RFID reader mendeteksi kartu akses pertama, maka sistem akan menutup palang pintu jalan dan membuka jembatan selama perahu melintas. Kemudian ketika sensor ultrasonik mendeteksi perahu maka palang pintu jalan akan membuka dan jembatan akan menutup kembali. Jika RFID reader tidak mendeteksi adanya kartu akses, maka jembatan dan palang pintu jalan dalam keadaan standy yaitu jembatan menutup dam palang pintu jalan terbuka. Jembatan hanya akan bereaksi ketika membaca kartu akses yang berada di samping jembatan. Berikut struktue flowchat yang terdapat pada Gambar 3.14.

17 36 START RFID TAG KAPAL NO DATA COCOK DI DATABASE TES SERVO MENUTUP PALANG PINTU DAN SEVO MEMBUKA JEMBATAN SENSOR ULTRASONIK TAG KAPAL DATA COCOK DI DATABASE NO YES SERVO MEMBUKA PALANG PINTU DAN SERVO MENUTUP JEMBATAN FINISH Gambar 3.14 Gambar Flowchat