PROTOTYPE VENDING MACHINE TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PROTOTYPE VENDING MACHINE TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Program Diploma III Oleh: Aulia Rahman Nofrizal Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Program Diploma III Program Studi Teknik Elektro Politeknik Batam PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BATAM 2011

2 LEMBARAN PENGESAHAN PROTOTYPE VENDING MACHINE TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Program Diploma III Oleh: Aulia Rahman Nofrizal Diajukan dan disahkan sebagai laporan Tugas Akhir di Program Studi Teknik Elektro Politeknik Batam Batam, 11 Juli 2011 Pembimbing I, Daniel Sutopo, MT NIK :

3 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah S.W.T atas limpahan nikmat karunia dan ilmu sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik yang tidak terlepas dari bantuan dosen dan rekan-rekan mahasiswa Politeknik Batam. Penulisan Laporan Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk melengkapi persyaratan kelulusan tingkat Diploma III Program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam. Untuk memenuhi persyaratan tersebut maka penulis mencoba untuk membuat alat yaitu Prototype Vending Machine. Sistem ini nantinya akan dicoba sebagai model transaksi minuman. Penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan dengan baik tidak terlepas dari bantuan dan dukungan dari semua pihak yang ikut dalam membimbing penulis untuk menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Allah S.W.T, atas anugerah, nikmat dan karunia yang telah diberikan kepada penulis. 2. Kedua orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan moril maupun materil. 3. Bapak Dr. Priyono Eko Sanyoto, selaku Direktur Politeknik Negeri Batam. 4. Bapak Daniel Sutopo Pamungkas, MT. selaku Ka. Prodi Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam dan dosen pembimbing Tugas Akhir 5. Bapak M Syafei Ghazali, ST. selaku dosen pengampu Tugas Akhir. 6. Seluruh Dosen-dosen Teknik Elektro Politeknik Batam. i

4 7. Seluruh teman-teman yang telah membantu atas terselesaikannya buku laporan ini. Semoga amal dan ibadah diterima di sisi Allah S.W.T, atas bantuan moril maupun materiil demi terselesaikannya laporan ini. Penulis sadar masih terdapat kekurangan yang terdapat pada Laporan Tugas Akhir ini, oleh karena itu penulis berharap akan ada saran dan kritik yang membangun dari semua kalangan. Batam, Juli 2011 Penulis ii

5 ABSTRAK Prototype Vending Machine adalah sebuah mesin penjualan otomatis minuman. Mesin ini dirancang dari tiga bagian utama, yakni bagian mekanik, elektronik, dan program. Mesin ini berbentuk sebuah box. Alat pembayaran yang digunakan adalah koin. Pada prototype vending machine ini terdapat 2 kamar, dan pada masing-masing kamar terdapat 1 unit limit switch input berfungsi member sinyal input pada mikro dan 1 unit limit switch output yang berfungsi untuk member sinyal pada mikro untuk memberhentikan motor sekaligus meng-reset mikro. Dan mikro akan menampilkan pilihan ke LCD. Kemudian mesin akan meminta kepada pembeli untuk memasukan koin Rp.1000 sebanyak 5 koin setiap satu kali pembelian. Kemudian mesin koin akan memberi sinyal input ke mikro. Motor akan berputar apabila mendapat perintah dari mikro setelah tombol pilihan ditekan dan minuman keluar sesuai pilihan. Kata kunci : Limit switch, Mesin Koin, Mikrokontroller ATmega8535L,Tombol, Motor iii

6 DAFTAR ISI Kata Pengantar... i Abstrak... iii Daftar Isi... iv Daftar Tabel... vii Daftar Gambar...viii BAB I PENDAHULUAN Latar belakang Tujuan dan manfaat Batasan masalah Rumusan masalah Metode penulisan Sistematika penulisan... 3 BAB II IKHTISAR SISTEM Deskripsi umum Karakteristik Lingkungan operasi pengembangan... 6 BAB III LANDASAN TEORI Relay Prinsip Kerja Relay Jenis-jenis Relay Mikrokontroler Konfigurasi pin Atmega8535L iv

7 3.2.2 Peta Memori Motor DC Prinsip Kerja Motor DC Jenis-jenis Motor DC Pengaturan Gerak Motor DC LCD Push Button Limit Switch Power Supply Mesin Koin BAB IV PERANCANGAN SISTEM Perancangan Elektronik Rangkaian Mikrokontroler Rangkain Driver Rangkain Power Supply Rangkain LCD Perancangan Mekanik Perancangan Software BAB V PENGUKURAN, PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM Pengukuran Pengukuran Power Supply Pengukuran Arus Motor dan Mesin Koin pada Driver Pengukuran Lama Waktu Motor mengeluarkan Minuman Pengujian v

8 5.2.1 Pengujian Output Mikrokontroler Pengujian Output LCD Analisa BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran...45 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR LAMPIRAN vi

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Skema relay elektromekanik... 8 Gambar 3.2 Circuit relay jenis DPDT... 9 Gambar 3.3 Konfigurasi Pin ATmega8535L Gambar 3.4 Peta Memory pada Mikrokontroler ATmega Gambar 3.5 Motor DC Power Window Gambar 3.6 Motor DC sederhana Gambar 3.7 Operasi motor DC magnet permanen Gambar 3.8 Pin LCD Karakter 16x Gambar 3.9 Simbol Push Button Gambar 3.10 Konfigurasi Limit Switch Gambar 3.11 Power Supply Gambar 3.12 Konfigurasi Mesin Koin GD100F Gambar 4.1 Diagram Blok Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535L Gambar 4.3 Rangkaian Driver Gambar 4.4 Rangkaian Power Supply 5V Gambar 4.5 Rangkaian Power Supply 12 V Gambar 4.6 Rangkaian Power Supply 18 V Gambar 4.7 Rangkaian LCD Gambar 4.8 Tampak Depan Gambar 4.9 Tampak Serong kiri Gambar 4.10 Tampak Samping viii

10 Gambar 4.11 Tampak Belakang Gambar 4.12 Flowchart Program Prototype Vending Machine Gambar 5.1 Pengukuran Tegangan Power Supply Gambar 5.2 Pengukuran Arus Motor Gambar 5.3 Tampilan Pada LCD ix

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A : Program Mikrokontroler Lampiran B : Datasheet 47

12 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saat ini perkembangan teknologi semakin maju dan banyak sekali penemuanpenemuan yang mempermudah pekerjaan manusia. Maka itu penulis mengangkat judul Tugas Akhir Prototype Vending Machine yang berbentuk minuman, karena minuman merupakan suatu kebutuhan sehari-hari. Pada saat kita berpergian jauh kita membutuhkan minuman yang dapat melepaskan dahaga kita sehingga kita dapat melanjutkan perjalanan dengan nyaman. Terkadang ketika kita sedang dalam perjalanan jauh, kita bisa saja mengalami kehabisan minuman yang telah kita persiapkan, sehingga kita harus membeli di minimarket dan supermarket terdekat. Minimarket dan supermarket mempunyai jam operasi yang tidak bekerja selama 24 jam. Sehingga pada saat kita ingin membeli minuman, ternyata jam operasi minimarket dan supermarket telah tutup sehingga kita tidak dapat melepaskan dahaga tenggorokan. Dengan alat ini dapat mempermudah perusahaan dalam pemasaran minumannya karena bisa diletakkan di tempat umum dan mempermudah konsumen untuk membeli minuman yang telah di sediakan untuk melepaskan dahaga dengan uang koin, karena penempatan mesin ini bisa ditempatkan di keramaian terutama tempat umum bila mesin ini di aplikasikan dan tidak membutuhkan tempat yang begitu luas karena pembuatannya bisa diatur. 1

13 2 1.2 Tujuan dan Manfaat Tujuan dan Manfaat Pembuatan Tugas Akhir sebagai berikut: 1. Vending Machine diharapkan bisa mengganti sistem manual dengan menggunakan manusia dalam penjualan menjadi sistem otomatis dengan mesin. 2. Mempermudah konsumen membeli minuman selama 24 jam dengan menggunakan koin. 3. Memudahkan perusahaan minuman dalam pemasaran produk karena mesin ini dapat diletakkan tempat umum. 1.3 Batasan Masalah Dengan adanya permasalahan yang harus disesuaikan pada vending machine ini,maka dalam proyek akhir ini dibatasi pada hal-hal sebagai berikut: 1. Menggunakan Motor DC. 2. Sistem program menggunakan mikrokontroler ATmega8535L. 3. Sistem pembayaran dilakukan hanya memakai koin khusus yaitu Rp1000 dengan harga minuman sama tiap linenya yaitu Rp Sistem hanya dapat beroperasi dengan tegangan 220 VAC. 5. Mempunyai 2 line pilihan minuman. 6. Minuman yang digunakan minuman kaleng standar 300 ml. 7. Jika power supply mati maka sistem reset secara otomatis. 8. Transaksi yang telah berjalan tidak bisa dibatalkan dan uang koin tidak kembali.

14 3 1.4 Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah cara pembelian minuman manggunakan mesin koin? 2. Bagaimana cara mendesain mesin pembelian minuman? 3. Bagaimana memprogram Bahasa C pada motor DC? 1.5 Metode Penulisan Dalam pembuatan laporan tugas akhir, penulis mendapatkan data dan informasi dari dosen pembimbing tugas akhir, dosen-dosen teknik elektro, internet, serta buku-buku atau media lainnya yang berhubungan dengan materi yang dikerjakan. Sedangkan untuk mendapatkan data dari alat, penulis menggunakan metode pengujian dan pengamatan, dengan cara melakukan pengambilan data menggunakan alat ukur, pengetesan dengan program dan lain-lain. Hasil akhir dari pengujian, penulis melakukan perbandingan antara teori dan analisa praktek. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan merupakan bagian dari penulisan laporan yang mempunyai tujuan untuk mempermudah pembaca dalam memahami isi yang terkandung di dalam laporan ini, untuk menghindari kesalahan dalam penafsiran. Penulisan laporan ini di bagi menjadi beberapa bagian BAB, yaitu: BAB I. Pendahuluan berisikan latar belakang, tujuan dan manfaat, batasan masalah, metode penulisan, sistematika penulisan. BAB II. Ikhtisar sistem berisikan deskripsi umum, karakteristik dan lingkungan operasi dan pengembangan.

15 4 BAB III. Landasan teori menerangkan dasar teori tentang mikrokontroler, relay, LCD, limit switch, dan motor BAB IV. Perancangan sistem menggambarkan desain perangkat lunak (software) maupun keras (hardware) secara lengkap. BAB V. Pengujian dan analisa sistem menjelaskan tentang cara pengujian dan menganalisa sistem. BAB VI. Kesimpulan dan saran merupakan ringkasan dari hasil analisa dibuat.

16 BAB II IKHTISAR SISTEM 2.1 Deskripsi Umum Vending Machine adalah suatu mesin minuman yang dirancang untuk mempermudah kita dalam bertransaksi minuman. Dan alat ini merupakan gabungan dari tiga bagian yang amat penting yaitu: mekanik, elektronik dan programming. Vending Machine memiliki jenis input dan output berupa Limit Switch, Mesin koin, LCD sebagai Input dan Motor DC sebagai output, yang difungsikan menggunakan IC Mikrokontroler Atmega8535L. Pengoperasian mesin minuman ini selalu standby selama 24 jam, mesin minuman ini akan berkerja ketika koin Rp.1000 dimasukkan sebanyak telah diatur, kemudian tekan tombol line yang diinginkan dan minuman kaleng akan keluar ditempat pengeluaran minuman. Minuman yang keluar sesuai tombol yang ditekan. Setelah mesin ini telah mengeluarkan minuman kaleng didalam vending machine maka pengoperasiannya kembali kesemula. 2.2 Karakteristik Perancangan pada Prototype Vending Machine ini memiliki beberapa karakteristik diantaranya adalah sebagai berikut: 1. LCD digunakan untuk menampilkan perintah dan menampilkan keterangan minuman yang dipilih. 5

17 6 2. Push Button digunakan untuk memilih minuman. 3. LED menyala menandakan minuman masih ada. 4. Mikrokontroler digunakan untuk menerima dan menampilkan keterangan ke LCD dan mengaktifkan motor DC. 5. Sensor Limit Switch menandakan minuman masih ada untuk dikirim ke Mikrokontroler. 6. Motor DC sebagai pengerak utama tiap line minuman terdapat 1 buah Motor DC. 7. Mesin koin digunakan untuk membaca koin yang masuk. 2.3 Lingkungan Operasi Pengembangan Lingkungan operasi Vending Machine ini dapat diaplikasikan pada tempat tempat wisata atau tempat yang sering dikunjungi pada umumnya. Seperti di pertokoan, mall, rumah sakit, tempat wisata, hotel dan lain-lain.

18 BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Relay Relay merupakan peralatan kontrol elektromagnetik yang dapat mengaktifkan dan mematikan kontaktor. Relay sendiri merupakan kontak elektronik, karena terdapat koil atau kumparan yang akan mengerakkan kontak membuka atau menutup bila kumparan diberi aliran arus listrik. Relay juga dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70, relay merupakan otak dari rangkain pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai mengantikan posisi relay elektromekanis yang memberi penggerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut: Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup atau membuka kontak saklar. Saklar yang digerakkan secara mekanis oleh daya atau energi listrik. Dibawah ini beberpa contoh kontruksi dari relay: Prinsip Kerja Relay Relay terdiri dari coil dan kontak. Coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedangkan kontak adalah sejenis saklar yang pengerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Kontak ada 2 jenis: Normally Open (kondisi awal sebelum aktif saklar terbuka), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum di aktifkan saklar tertutup). 7

19 8 Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika Coil mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan kontak akan menutup. Gambar 3.1 Skema relay elektromekanik Jenis-jenis Relay Jenis-jenis relay dapat dibedakan berdasarkan pole dan throw yang dimilikinya. Berikut ini definisi pole dan throw: Pole : banyaknya kontak yang dimiliki oleh relay. Throw : banyaknya kondisi (state) yang mukin dimiliki kontak. Berikut ini penggolongan Relay berdasarkan jumlah pole dan throw : SPST (Single Pole Single Throw) DPST (Double Pole Single Throw) SPDT (Single Pole Double Throw) DPDT (Double Pole Double Throw) Relay DPDT memiliki satu coil yang mengaktifkan dua pole dan dua throw, artinya mempunyai dua kondisi NC dan dua kondisi NO. Secara sederhana berikut ini prinsib kerja dari relay DPDT: Relay bekerja karena adanya medan magnet data%20sheet.pdf, pada tanggal 10 juni 2011 pukul 11.00

20 9 yang digunakan untuk mengerakan saklar. Saat kumparan diberi tegangan karena ada arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik dua saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC. Berikut ini adalah gambar skemaktik relay DPDT. Gambar 3.2 Circuit relay jenis DPDT 2 3PDT (Three Pole Double Throw) 4PDT (Four Pole Double Throw) 3.2 Mikrokontroler Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang mempunyai input dan output serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus, dalam proyek yang penulis kerjakan penulis menggunakan mikrokontroler ATmega8535L. 2 pada tanggal 29 juni 2011 pukul 16.00

21 10 Penggunaan mikrokontroler ini dikarenakan banyak terdapat fasilitas yang mendukung dan memudahkan untuk membuat alat. Kemudahan-kemudahannya diantaranya sebagai berikut: Kemudahan program dengan menggunakan pemograman bahasa C. Proses download program yang cepat, antar PC terhadap Mikrokontroler. Frekuensi clock maksimum 16 MHz. Jalur I/O 32 buah, yang terbagi dalam PortA, PortB, PortC dan PortD. Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 3 buah. Timer/Counter sebanyak 3 buah. CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register. Watchdog Timer dengan osilator internal. SRAM sebesar 512 byte. Memori Flash sebesar 8 Kbyte dengan kemampuan read while write. Interrupt internal maupun eksternal. Port komunikasi SPI EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. Analog Comparator. Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

22 Konfigurasi pin ATmega8535L: Gambar 3.3 Konfigurasi Pin ATmega8535L 3 Penjelasan masing-masing pin ATmega8535L adalah sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin masukan catu daya. 2. GND merupakan pin ground. 3. Port A (PA0 PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC (Analogue to digital converter). 4. Port B (PB0 PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer0/Counter0 pada pin Port B 0, Timer1/ Counter1 pada pin Port B 1, komparator analog dan SPI. 5. Port C (PC0 PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, Watchdog Timer, komparator analog, dan Timer Oscilator. 3 Lingga, Wardhana. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR seri ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.

23 12 6. Port D (PD0 PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin untuk me-reset Mikrokontroler. 8. XTAL1 & XTAL2 merupakan pin untuk clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin input tegangan ADC (Analogue to digital converter). 10. AREF merupakan pin input tegangan referensi ADC (Analogue to digital converter) Peta Memori Gambar 3.4 Peta Memory pada Mikrokontroler ATmega ATmega8535 memiliki dua jenis memori yaitu data memori dan program memori di tambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpanan data. AVR ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori 4 pada tanggal 10 agustus 2011 pukul 12.00

24 13 program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal. ATmega8535 memiliki On-Chip In_System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program.untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section.Boot Flash digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertamakali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat pengguna. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register Bootsz. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman. 3.3 Motor DC Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energy listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya membuat fan atau blower, mengangkat bahan. Motor listrik juga digunakan dirumah contohnya: (mixer, bor listrik, fan angin). Motor listrik kadangkala disebut kuda kerja nya industry sebab diperkirakan bahwa motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Motor DC memerlukan suplay tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energy mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar

25 14 dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah - ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak balik. Gambar 3.5 Motor DC Power Window Prinsip Kerja Motor DC Gambar 3.6 Motor DC sederhana 6 Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komulator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan htm, pada tanggal 30 juni 2011 pukul Pada tanggal 24 juni 2011 pukul 11.30

26 15 magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas diantara kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan DC dari baterai menuju lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar dibawah disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar diantara medan magnet Jenis-jenis Motor DC Motor DC atau motor arus searah dibedakan berdasarkan sumber arus penguatan magnet: a. Motor DC penguatan permanen Gambar 3.7 Operasi motor DC magnet permanen 7 Motor DC magnet permanen adalah motor yang fluks magnet utamanya dihasilkan oleh magnet permanen. Elektromagnetik digunakan untuk medan sekunder atau fluks jangkar. Gambar diatas menggambarkan operasi motor magnet permanen. Arus mengalir melalui kumparan jangkar dari sumber tegangan 7 motor.pdf Pada tanggal 24 juni 2011 pukul 12.00

27 16 DC, menyebabkan jangkar beraksi sebagai magnet. Kutup jangkar ditarik kutup medan dari polaritas yang berbeda, menyebabkan jangkar berputar. Pada gambar 3.7 (1) jangkar berputar searah putaran jarum jam. Apabila kutub jangkar segaris dengan kutub medan, sikat-sikat ada pada celah di komutator dan tidak ada arus mengalir pada jangkar. Jika gaya tarik atau gaya tolak pada magnet berhenti, seperti digambarkan pada gambar 3.7 (2). kemudian kelembaman membawa jangkar melewati titik netral. Komutator membalik arus jangkar ketika katub yang tidak sama dari jangkar dan medan berhadapan satu sama lain, sehingga membalik polaritas medan jangkar. Katub-katub yang sama dari jangkar dan medan kemudian saling menolak, menyebabkan jangkar berputar terus menerus seperti diperlihatkan pada gambar 3.7 (3) Pengaturan Gerak Motor Untuk melakukan pengaturan gerakan motor, dapat dilakukan dengan menggunakan driver motor. Driver motor adalah sebuah rangkaian elektronika yang telah dirancang, sehingga dapat mengatur keadaan motor. Driver motor merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi untuk mengontrol putaran motor. Putaran motor yang dapat dikontrol bisa berupa arah yaitu searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Pada driver terpasang beberapa transistor yang berfungsi sebagai saklar, dan ada Optocoupler berfungsi untuk memisahkan antara rangkaian kontroler dan rangkaian driver motor. Sehingga jika terjadi kerusakan pada rangkaian driver motor tidak akan berimbas pada rangkaian kontroler.

28 LCD (Liquid Crystal Display) LCD berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroller. LCD yang digunakan adalah jenis LMB162AFC yang merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan komsumsi daya rendah. Mode 1 interface data 4 bit, dan yang kedua interface data 8 bit. Jika pengoperasiannya menggunakan data 4 bit maka dibutuhkan 2 kali pengiriman data per-karakter, sedangkan menggunakan pengiriman data 8 bit relative lebih mudah, karena tidak menghabiskan memori program tapi membutuhkan 4 tambahan jalur I/O. Dalam implementasikan secara umum ada 3 cara yang sering digunakan: 1. Interface 8 bit 2. Interface data 4 bit, dengan pengiriman data high nibble pada port 3. Interface data 4 bit, dengan pengiriman data low nibble pada port LCD ini juga mempunyai tiga sinyal control, diantaranya: Enable (E), Read/Write (R_W), dan register select (RS). Untuk menampilkan suatu huruf atau angka, data yang dikirimi harus menggunakan kode ASCII dari huruf angka tersebut. LCD merupakan salah satu perangkat display yang bisa menampilkan gambar atau karakter yang diinginkan. LCD yang digunakan mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD karakter 2x16, dengan 16 pin konektor, yang dapat dilihat di gambar 3.8 dan data konfigurasi pin LCD dapat dilihat di table 3.1 sebagai berikut:

29 18 Gambar 3.8 Pin LCD Karakter 16x2 8 Tabel 3.1 Konfigurasi Pin LCD Pin No. Simbol Level Keterangan 1 GND 0V Ground 2 VCC 5V Supply tegangan untuk logika 3 CONTR (Variable) Tegangan operasi LCD 4 RS H/L H : Data, L : Kode instruksi 5 R/W H/L H : Baca, L : Tulis 6 E H, H --> L Chip Enable signal 7 DB0 H/L Data bit 0 8 DB1 H/L Data bit 1 9 DB2 H/L Data bit Pada Tanggal 24 juni 2001 pukul 09.00

30 19 10 DB3 H/L Data bit 3 11 DB4 H/L Data bit 4 12 DB5 H/L Data bit 5 13 DB6 H/L Data bit 6 14 DB7 H/L Data bit 7 15 NC 4,2 4,6 V LED + 16 NC 0V LED Push Button Switch Elemen input diperlukan untuk memungkinkan sebuah sistem kontrol dinyatakan yang paling umum dipakai adalah sakelar tekan ( push-button switch). Disebut sakelar tekan karena untuk memberi input, mengaktuasikannya dengan menekan tombol atau sakelar. Gambar 3.9 Simbol Push Button 9 Simbol push button normaly open diatas menandakan bahwa saklarnya dalam keadaannya terbuka. Dengan ditekan maka sumber listriknya masuk. Dan simbol 9 pada tanggal 24 juni 2011 pukul 11.40

31 20 push button normaly close diatas menandakan bahwa keadaan tertutup dengan sumber listrik terus mengalir. Dengan ditekan maka sumber akan terputus. 3.6 Limit Switch Limit switch adalah bagian integral dari system control yang berfungsi layaknya switch biasa. Bedanya adalah limit switch digerakkan oleh suatu mekanis yang biasa digunakan untuk keperluan start, stop, actuator assembly dan internal contact. Hoising melindungi internal contact sehingga kokoh dan tahan ledakan. Sedangkan actuatornya dapat bermacam-macam bentuk sesuai dengan kebutuhan, antara lain yaitu bentuk rotary, level dan lain lain. Contactnya biasanya normally open (NO) dan normally close (NC). Gambar 3.10 Konfigurasi Limit Switch 10 Limit switch biasa digunakan untuk mengetahui posisi sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder, pergerakan tempat mesin dan lainnya. Supaya peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis. Switch itu akan ON atau OFF. Beberapa macam tipe limit switch dibuat dengan tujuan untuk 10 pada tanggal 27 juni 2011 pukul 13.00

32 21 memperoleh cara penepatan limit switch. Macam-macam dari tipe ini disesuaikan dengan pergerakan suatu mesin, suatu kekuatan mekanik. 3.7 Power Supply Rangkaian elektronika biasanya membutuhkan tegangan DC dengan supply yang lebih rendah dibandingkan dengan sambungan listrik yang biasanya tersedia, yaitu sebesar 220 VAC. Sedangkan supply yang dipakai dalam rangkaian elektronik adalah 5VDC, 12VDC dan 18VDC. supply tersebut biasanya diperoleh dari baterai, tetapi penggunaan baterai sebagai sumber daya listrik jauh lebih mahal dibandingkan dengan menggunakan sumber daya listrik dari PLN. Untuk itu diperlukan satu alat dapat mengubah tegangan 220 VAC menjadi tegangan DC sebesar yang dibutuhkan. Gambar 3.11 Power Supply Sumber daya pada prinsipnya terdiri dari empat bagian : trafo, penyearah, kondensator sebagai tapis lolos rendah dan regulasi elektronik. Adapun trafo

33 22 dipergunakan untuk mentransformasikan supply dari 220 VAC menjadi lebih kecil sehingga bisa dikelola. Penyearah yang terdiri dari dioda-dioda mengubah tegangan bolak balik menjadi tegangan searah, tetapi tegangan hasil dari penyearahan itu masih kurang konstan, artinya masih mengalami perubahan periodik yang besar. Sebab itu diperlukan kondensator sehingga tegangan tersebut cukup rata untuk diregulasi oleh rangkaian regulasi yang bisa menghasilkan tegangan DC yang baik dan konstan. 3.8 Mesin Koin Mesin koin adalah suatu alat yang bisa mebaca koin yang telah dimasukkan.biasanya diperlukan untuk permainan dan hal-hal lainnya. Disini penulis menggunakan mesin koin sebagai sistem pembayaran untuk membeli minuman. Gambar 3.12 Konfigurasi mesin koin GD100F diakses tanggal 30 Mei 2011, 19:00Wib.

34 23 Mesin koin merupakan salah satu alat utama pada vending machine, mesin koin ini menjadi alat transaksi yang tingkat keamannya sangat baik dan menggunakan diameter independen sensing yang membedakan koin dicukur atau token.pada system operasi mesin koin dapat mengubah koin Anda ingin menerima, cukup angkat braket penahan dan koin masukkan sampel baru dan mekanisme tersebut. akan menerima hanya koin yang telah di setting, Menerima koin berdasarkan koinukuran diameter, ketebalan, dan kandungan bahan, sensor dual, mampu menerima berbagai koin dan token, 3-way switch timing disetel untuk output koin 22ms / 45ms / 65ms, sensitivitas Adjustable untuk menghilangkan penerimaan input berkualitas tinggi. Spesifikasi : - Rating tegangan: DC +12 V dengan perbedaan 20% - Stand by lancar: 50mA-55mA - Operasi lancar: 310mA-340mA - Diameter koin diterima: 18mm-32mm - Ketebalan koin diterima: 1.2mm-3.0mm

35 BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Relay Relay merupakan peralatan kontrol elektromagnetik yang dapat mengaktifkan dan mematikan kontaktor. Relay sendiri merupakan kontak elektronik, karena terdapat koil atau kumparan yang akan mengerakkan kontak membuka atau menutup bila kumparan diberi aliran arus listrik. Relay juga dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70, relay merupakan otak dari rangkain pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai mengantikan posisi relay elektromekanis yang memberi penggerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut: Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup atau membuka kontak saklar. Saklar yang digerakkan secara mekanis oleh daya atau energi listrik. Dibawah ini beberpa contoh kontruksi dari relay: Prinsip Kerja Relay Relay terdiri dari coil dan kontak. Coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedangkan kontak adalah sejenis saklar yang pengerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Kontak ada 2 jenis: Normally Open (kondisi awal sebelum aktif saklar terbuka), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum di aktifkan saklar tertutup). 7

36 8 Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika Coil mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan kontak akan menutup. Gambar 3.1 Skema relay elektromekanik Jenis-jenis Relay Jenis-jenis relay dapat dibedakan berdasarkan pole dan throw yang dimilikinya. Berikut ini definisi pole dan throw: Pole : banyaknya kontak yang dimiliki oleh relay. Throw : banyaknya kondisi (state) yang mukin dimiliki kontak. Berikut ini penggolongan Relay berdasarkan jumlah pole dan throw : SPST (Single Pole Single Throw) DPST (Double Pole Single Throw) SPDT (Single Pole Double Throw) DPDT (Double Pole Double Throw) Relay DPDT memiliki satu coil yang mengaktifkan dua pole dan dua throw, artinya mempunyai dua kondisi NC dan dua kondisi NO. Secara sederhana berikut ini prinsib kerja dari relay DPDT: Relay bekerja karena adanya medan magnet data%20sheet.pdf, pada tanggal 10 juni 2011 pukul 11.00

37 9 yang digunakan untuk mengerakan saklar. Saat kumparan diberi tegangan karena ada arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik dua saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC. Berikut ini adalah gambar skemaktik relay DPDT. Gambar 3.2 Circuit relay jenis DPDT 2 3PDT (Three Pole Double Throw) 4PDT (Four Pole Double Throw) 3.2 Mikrokontroler Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang mempunyai input dan output serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus, dalam proyek yang penulis kerjakan penulis menggunakan mikrokontroler ATmega8535L. 2 pada tanggal 29 juni 2011 pukul 16.00

38 10 Penggunaan mikrokontroler ini dikarenakan banyak terdapat fasilitas yang mendukung dan memudahkan untuk membuat alat. Kemudahan-kemudahannya diantaranya sebagai berikut: Kemudahan program dengan menggunakan pemograman bahasa C. Proses download program yang cepat, antar PC terhadap Mikrokontroler. Frekuensi clock maksimum 16 MHz. Jalur I/O 32 buah, yang terbagi dalam PortA, PortB, PortC dan PortD. Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 3 buah. Timer/Counter sebanyak 3 buah. CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register. Watchdog Timer dengan osilator internal. SRAM sebesar 512 byte. Memori Flash sebesar 8 Kbyte dengan kemampuan read while write. Interrupt internal maupun eksternal. Port komunikasi SPI EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. Analog Comparator. Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

39 Konfigurasi pin ATmega8535L: Gambar 3.3 Konfigurasi Pin ATmega8535L 3 Penjelasan masing-masing pin ATmega8535L adalah sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin masukan catu daya. 2. GND merupakan pin ground. 3. Port A (PA0 PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC (Analogue to digital converter). 4. Port B (PB0 PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer0/Counter0 pada pin Port B 0, Timer1/ Counter1 pada pin Port B 1, komparator analog dan SPI. 5. Port C (PC0 PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, Watchdog Timer, komparator analog, dan Timer Oscilator. 3 Lingga, Wardhana. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR seri ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.

40 12 6. Port D (PD0 PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin untuk me-reset Mikrokontroler. 8. XTAL1 & XTAL2 merupakan pin untuk clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin input tegangan ADC (Analogue to digital converter). 10. AREF merupakan pin input tegangan referensi ADC (Analogue to digital converter) Peta Memori Gambar 3.4 Peta Memory pada Mikrokontroler ATmega ATmega8535 memiliki dua jenis memori yaitu data memori dan program memori di tambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpanan data. A V R A T M e g a m e m i l i k i r u a n g p e n g a l a m a t a n m e m o r i 4 pada tanggal 10 agustus 2011 pukul 12.00

41 13 d a t a d a n memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal. ATMega8535 memiliki On-Chip In_System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program.untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section.Boot Flash digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertamakali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat pengguna. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register Bootsz. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman. 3.3 Motor DC Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energy listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya membuat fan atau blower, mengangkat bahan. Motor listrik juga digunakan dirumah contohnya: (mixer, bor listrik, fan angin). Motor listrik kadangkala disebut kuda kerja nya industry sebab diperkirakan bahwa motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Motor DC memerlukan suplay tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energy mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar

42 14 disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah - ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak balik. Gambar 3.5 Motor DC Power Window Prinsip Kerja Motor DC Gambar 3.6 Motor DC sederhana 6 Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komulator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan htm, pada tanggal 30 juni 2011 pukul Pada tanggal 24 juni 2011 pukul 11.30

43 15 magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas diantara kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan DC dari baterai menuju lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar dibawah disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar diantara medan magnet Jenis-jenis Motor DC Motor DC atau motor arus searah dibedakan berdasarkan sumber arus penguatan magnet: a. Motor DC penguatan permanen Gambar 3.7 Operasi motor DC magnet permanen 7 Motor DC magnet permanen adalah motor yang fluks magnet utamanya dihasilkan oleh magnet permanen. Elektromagnetik digunakan untuk medan sekunder atau fluks jangkar. Gambar diatas menggambarkan operasi motor magnet permanen. Arus mengalir melalui kumparan jangkar dari sumber tegangan DC, menyebabkan jangkar beraksi sebagai magnet. Kutup jangkar ditarik kutup 7 motor.pdf Pada tanggal 24 juni 2011 pukul 12.00

44 16 medan dari polaritas yang berbeda, menyebabkan jangkar berputar. Pada gambar 3.7 (1) jangkar berputar searah putaran jarum jam. Apabila kutub jangkar segaris dengan kutub medan, sikat-sikat ada pada celah di komutator dan tidak ada arus mengalir pada jangkar. Jika gaya tarik atau gaya tolak pada magnet berhenti, seperti digambarkan pada gambar 3.7 (2). kemudian kelembaman membawa jangkar melewati titik netral. Komutator membalik arus jangkar ketika katub yang tidak sama dari jangkar dan medan berhadapan satu sama lain, sehingga membalik polaritas medan jangkar. Katub-katub yang sama dari jangkar dan medan kemudian saling menolak, menyebabkan jangkar berputar terus menerus seperti diperlihatkan pada gambar 3.7 (3) Pengaturan Gerak Motor Untuk melakukan pengaturan gerakan motor, dapat dilakukan dengan menggunakan driver motor. Driver motor adalah sebuah rangkaian elektronika yang telah dirancang, sehingga dapat mengatur keadaan motor. Driver Motor merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi untuk mengontrol putaran motor. Putaran motor yang dapat dikontrol bisa berupa arah yaitu searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Pada driver terpasang beberapa transistor yang berfungsi sebagai saklar, dan ada Optocoupler berfungsi untuk memisahkan antara rangkaian kontroler dan rangkaian driver motor. Sehingga jika terjadi kerusakan pada rangkaian driver motor tidak akan berimbas pada rangkaian kontroler.

45 LCD (Liquid Crystal Display) LCD berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroller. LCD yang digunakan adalah jenis LMB162AFC yang merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan komsumsi daya rendah. Mode 1 interface data 4 bit, dan yang kedua interface data 8 bit. Jika pengoperasiannya menggunakan data 4 bit maka dibutuhkan 2 kali pengiriman data per-karakter, sedangkan menggunakan pengiriman data 8 bit relative lebih mudah, karena tidak menghabiskan memori program tapi membutuhkan 4 tambahan jalur I/O. Dalam implementasikan secara umum ada 3 cara yang sering digunakan: 1. Interface 8 bit 2. Interface data 4 bit, dengan pengiriman data high nibble pada port 3. Interface data 4 bit, dengan pengiriman data low nibble pada port LCD ini juga mempunyai tiga sinyal control, diantaranya: Enable (E), Read/Write (R_W), dan register select (RS). Untuk menampilkan suatu huruf atau angka, data yang dikirimi harus menggunakan kode ASCII dari huruf angka tersebut. LCD merupakan salah satu perangkat display yang bisa menampilkan gambar atau karakter yang diinginkan. LCD yang digunakan mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD karakter 2x16, dengan 16 pin konektor, yang didifinisikan sebagai berikut:

46 18 Gambar 3.8 Pin LCD Karakter 16x2 8 Tabel 3.1 Konfigurasi Pin LCD Pin No. Simbol Level Keterangan 1 GND 0V Ground 2 VCC 5V Supply tegangan untuk logika 3 CONTR (Variable) Tegangan operasi LCD 4 RS H/L H : Data, L : Kode instruksi 5 R/W H/L H : Baca, L : Tulis 6 E H, H --> L Chip Enable signal 7 DB0 H/L Data bit 0 8 DB1 H/L Data bit 1 9 DB2 H/L Data bit Pada Tanggal 24 juni 2001 pukul 09.00

47 19 10 DB3 H/L Data bit 3 11 DB4 H/L Data bit 4 12 DB5 H/L Data bit 5 13 DB6 H/L Data bit 6 14 DB7 H/L Data bit 7 15 NC 4,2 4,6 V LED + 16 NC 0V LED Push Button Switch Elemen input diperlukan untuk memungkinkan sebuah sistem kontrol dinyatakan yang paling umum dipakai adalah sakelar tekan ( push-button switch). Disebut sakelar tekan karena untuk memberi input, mengaktuasikannya dengan menekan tombol atau sakelar. Gambar 3.9 Simbol Push Button 9 Simbol push button normaly open diatas menandakan bahwa saklarnya dalam keadaannya terbuka. Dengan ditekan maka sumber listriknya masuk. Dan simbol 9 pada tanggal 24 juni 2011 pukul 11.40

48 20 push button normaly close diatas menandakan bahwa keadaan tertutup dengan sumber listrik terus mengalir. Dengan ditekan maka sumber akan terputus. 3.6 Limit Switch Limit switch adalah bagian integral dari system control yang berfungsi layaknya switch biasa. Bedanya adalah limit switch digerakkan oleh suatu mekanis yang biasa digunakan untuk keperluan start, stop, actuator assembly dan internal contact. Hoising melindungi internal contact sehingga kokoh dan tahan ledakan. Sedangkan actuatornya dapat bermacam-macam bentuk sesuai dengan kebutuhan, antara lain yaitu bentuk rotary, level dan lain lain. Contactnya biasanya normally open (NO) dan normally close (NC). Gambar 3.10 Konfigurasi Limit Switch 10 Limit switch biasa digunakan untuk mengetahui posisi sebuah batasan yang berhubungan dengan piston silinder, pergerakan tempat mesin dan lainnya. Supaya peralatan tersebut dapat terkontrol secara otomatis. Switch itu akan ON atau OFF. Beberapa macam tipe limit switch dibuat dengan tujuan untuk 10 pada tanggal 27 juni 2011 pukul 13.00

49 21 memperoleh cara penepatan limit switch. Macam-macam dari tipe ini disesuaikan dengan pergerakan suatu mesin, suatu kekuatan mekanik. 3.7 Power Supply Rangkaian elektronika biasanya membutuhkan tegangan DC dengan supply yang lebih rendah dibandingkan dengan sambungan listrik yang biasanya tersedia, yaitu sebesar 220 VAC. Sedangkan supply yang dipakai dalam rangkaian elektronik adalah 5VDC, 12VDC dan 18VDC. supply tersebut biasanya diperoleh dari baterai, tetapi penggunaan baterai sebagai sumber daya listrik jauh lebih mahal dibandingkan dengan menggunakan sumber daya listrik dari PLN. Untuk itu diperlukan satu alat dapat mengubah tegangan 220 VAC menjadi tegangan DC sebesar yang dibutuhkan. Gambar 3.11 Power Supply Sumber daya pada prinsipnya terdiri dari empat bagian : trafo, penyearah, kondensator sebagai tapis lolos rendah dan regulasi elektronik. Adapun trafo

50 22 dipergunakan untuk mentransformasikan supply dari 220 VAC menjadi lebih kecil sehingga bisa dikelola. Penyearah yang terdiri dari dioda-dioda mengubah tegangan bolak balik menjadi tegangan searah, tetapi tegangan hasil dari penyearahan itu masih kurang konstan, artinya masih mengalami perubahan periodik yang besar. Sebab itu diperlukan kondensator sehingga tegangan tersebut cukup rata untuk diregulasi oleh rangkaian regulasi yang bisa menghasilkan tegangan DC yang baik dan konstan. 3.8 Mesin Koin Mesin koin adalah suatu alat yang bisa mebaca koin yang telah dimasukkan. Biasanya diperlukan untuk permainan dan hal-hal lainnya. Disini penulis menggunakan mesin koin sebagai sistem pembayaran untuk membeli minuman. Gambar 3.12 Konfigurasi mesin koin GD100F diakses tanggal 30 Mei 2011, 19:00Wib.

51 23 Mesin koin merupakan salah satu alat utama pada vending machine, mesin koin ini menjadi alat transaksi yang tingkat keamannya sangat baik dan menggunakan diameter independen sensing yang membedakan koin dicukur atau token.pada system operasi mesin koin dapat mengubah koin Anda ingin menerima, cukup angkat braket penahan dan koin masukkan sampel baru dan mekanisme tersebut. akan menerima hanya koin yang telah di setting, Menerima koin berdasarkan koin ukuran diameter, ketebalan, dan kandungan bahan, sensor dual, mampu menerima berbagai koin dan token, 3-way switch timing disetel untuk output koin 22ms / 45ms / 65ms, sensitivitas Adjustable untuk menghilangkan penerimaan input berkualitas tinggi. Spesifikasi : - Rating tegangan: DC +12 V dengan perbedaan 20% - Stand by lancar: 50mA-55mA - Operasi lancar: 310mA-340mA - Diameter koin diterima: 18mm-32mm - Ketebalan koin diterima: 1.2mm-3.0mm

52 BAB IV PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan dan pembuatan mekanik, elektronik, beserta program mikrokontroler. Sistematika pembahasan akan dimulai dari pembuatan dan penjelasan blok diagram beserta deskripsi sistem, dilanjutkan penjelasan perancangan perangkat keras yang meliputi perancangan elektronik dan mekanik, serta yang terakhir penjelasan perancangan perangkat lunak yang meliputi pemograman mikrokontroler ATmega8535L. Gambar 4.1 Diagram Blok Pada diagram blok diatas dapat dijelaskan cara kerja dari Prototype Vending Machine, ada supply yang dikirim dari power supply ke masing masing komponen mikrokontroler, LCD dan driver. Mikrokontroler sebagai otak kendali dalam alat ini. 24

53 25 LCD sebagai informasi pada kosumen dan Driver sebagai pengerak untuk motor dan mesin koin. 4.1 Perancangan Elektronik Perancangan rangkaian sistem perancangan elektronik pada prototype vending machine terdiri dari beberapa unit rangkaian yang bekerja dalam satu sistem dan saling berkaitan. Supply digunakan untuk menyuplai semua rangkaian elektronik. Pada alat ini membutuhkan tiga buah supply yaitu supply untuk minimum system dengan tegangan 5 VDC, untuk driver relay pada mesin koin dengan diberi tegangan 12 VDC dan pada motor dengan tegangan 18 VDC dimasukkan melalui anak kontak relay. Untuk membaca membaca minuman mengggunakan limit switch sebagai sensor, dimana sensor tersebut merupakan input dari sistem kerja alat. Sedangkan untuk bagian processor terdapat rangkaian minimum system menggunakan mikontroller ATMega8535L. Untuk menggerakkan motor terdapat sebuah driver relay yang berfungsi sebagai pemisah ground dengan menggunakan BD139 sebagai saklar. Dan LCD 16x2 sebagai penampil Rangkaian Mikrokontroler Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari vending machine dibawah ini menunjukan rancangan minimum system yang menggunakan mikrokontroler ATmega8535L memiliki port yakni I/O Port A, Port B, Port C, dan Port D. mikrokontroler disini berfungsi untuk mengolah signal input yang berasal dari sensor

54 26 arus dan sensor tegangan dan output untuk mengontrol driver relay, lalu akan ditampilkan di LCD. Adapun gambar rangkaian mikrokontroler adalah sebagai berikut: Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535L Adapun port yang digunakan penulis sebagai berikut: Input Mikrokontroler ATmega8535L: Koin : PINC.06 Limit Switch 1 : PIND.00 (Stop Minuman) Limit Switch 2 : PIND.01 (Stop Minuman) Limit Switch 3 : PIND.02 (Info Minuman) Limit Switch 4 : PIND.03 (Info Minuman)

55 27 Tombol 1 : PINC.01 Tombol 2 : PINC.02 Lampu 1 : PINC.03 Lampu 2 : PINC.04 Output Mikrokontroler ATmega8535L : LCD : PORTA Driver Motor : PIND.04 (Motor 1) Driver Motor : PIND.06 (Motor 2) Driver Koin : PIND Rangkaian Driver Rangkaian ini berfungsi sebagai penggerak (switching) dari mesin koin dan motor dc. Rangkaian ini menggunakan transistor BD139 sebagai driver dengan masukan dari mikrokontroler sebagai pengendali dan relay sebagai saklar. Mikrokontroler sebagai pengendali untuk menggerakkan motor melalui driver. Ketika mikrokontroler akan mengerakkan motor maka memerlukan sumber tenaga sebesar ±12V kekaki basis transistor BD139 yang menjadikan transistor bekerja karena adanya beda tegangan antara basis dan emitor. Adapun rangkaian driver yang kami gunakan sebagai berikut:

56 28 Gambar 4.3 Rangkaian Driver Adapun daftar komponen yang digunakan dapat diliat pada table berikut: Tabel 4.1 Daftar Komponen Driver Nama Komponen R3 R4 Optocoupler Transistor Nilai Komponen 2750 Ω 190 Ω PC817 BD139 Pada rangkaian di atas untuk mengetahui nilai resistor yang sesuai dengan hasil teori yang menggunakan rumus sebagai berikut : Diketahui : Vin1 = 5 V dan Vin2 = 12 V I led = 20 ma V led = 1.2 V β(hfe)=25 (datasheet)

57 29 VBE= 1 V (datasheet) R(Hambatan Relay)=120 Ω Ditanya : R4?, dan R3? Dijawab : Pada R4: R4= (Vin1 V led) I led R4= V R4= R4= 190 Ω Pada R3 : R3 = Vin2 VBE IB Dikarenakan IB tidak diketahui sehingga kita mencari IC nya terlebih dahulu: IC = Vin2 R (Hambatan Relay) IC = 12 V 110 Ω IC = 0.1 A Setelah IC nilainya diketahui, maka bisa dicari nilai IB nya dapat dilihat sebagai berikut ini:

58 30 IB = IC (hfe) IB = 0.1 A 25 IB = A IB = 4 ma R3 = Vin2 VBE IB R3 = 12V R3 = 2750 Ω Dari hasil diatas telah didapati hasil dari R3= 2750 Ω dan R4 = 190 Ω Rangkaian Power Supply Power supply ini digunakan sebagai sumber tegangan dari semua rangkaian. Untuk membuat vending machine ini membutuhkan sumber tegangan 5 VDC ke mikrokontroler, 12 VDC ke mesin koin dan 18 VDC untuk motor. Pada rangkaian power supply ini menggunakan sebuah trafo 1A dan trafo 5A, dengan tegangan sekunder sebesar 220 VAC setiap trafo. Dari keluaran trafo di dapat tegangan primer, untuk trafo 1A tegangan primer yang digunakan 6 VAC dan untuk trafo 5A tegangan primer yang digunakan 12 VAC dan 18 VAC. Membuat power supply membutuhkan suatu penyearah untuk menyearahkan tegangan, pada rangkaian ini di gunakan diode bridge sebagai penyearah mengubahkan arus bolak-balik ke arus searah. untuk menghaluskan keluaran dari penyerah di gunakan kapasitor, semakin besar nilai suatu kapasitor maka hasil keluarannya akan semakin baik. Untuk menstabilkan tegangan

59 31 di gunakan IC Regulator, pada rangkaian ini di gunakan IC Regulator jenis LM7805 dan LM7812. Untuk LM7805 menyatakan keluaran 5 VDC sedangkan 7812 menyatakan keluaran 12 VDC dan untuk tegangan 18 VDC tidak menggunakan IC regulator. Penjelasan keterangan diatas dapat dilihat pada gambar rangkaian berikut: Gambar 4.4 Rangkaian Power Supply 5V Adapun daftar komponen yang digunakan dapat diliat pada table berikut: Tabel 4.2 Daftar Komponen Power Supply 5V Nama Komponen Nilai Komponen Trafo CT 1A D1 dan D2 2A C2 4700uF/16V C3 2200uF/16V IC LM 7805 Gambar 4.5 Rangkaian Power Supply 12 V

60 32 Adapun daftar komponen yang digunakan dapat diliat pada table berikut: Tabel 4.3 Daftar Komponen Power Supply 12V Nama Komponen Nilai Komponen Trafo CT 5A D3 dan D4 6A C2 4700uF/35V C3 2200uF/35V IC LM 7812 Gambar 4.6 Rangkaian Power Supply 18 V Adapun daftar komponen yang digunakan dapat diliat pada table berikut: Tabel 4.4 Daftar Komponen Power Supply 18V Nama Komponen Trafo CT D5 D6 C5 C6 Nilai Komponen 5A 6A 6A 4700uF/35V 4700Uf/25V

61 Rangkaian LCD Jenis LCD yang digunakan yaitu 2 x 16, artinya tipe LCD ini memiliki 2 baris dimana masing masing baris memuat 16 karakter. Fungsi LCD ini hanya untuk menampilkan data yang diterima dari limit switch Gambar 4.7 Rangkaian LCD Pada rangkaian LCD ini berfungsi untuk menampilkan perintah dan keterangan. Data yang ditampilkan tersebut sudah diolah terlebih dahulu di mikrokontroler. Pemasangan LCD ini dikoneksikan pada port C pada mikrokontroler. Fungsi potensiometer pada rangkaian di atas adalah sebagai pengatur contras nya tampilan dari LCD, yaitu dengan membatasi arus yang masuk. 4.2 Perancanagan Mekanik Pada rancangan sistem yang penulis buat ini tidak begitu banyak mekanik yang digunakan. Adapun mekanik gunakan hanya sebagai tempat rangkain elektroniknya. Mesin ini memiliki spesifikasi dalam pembuatannya, yaitu sebagai berikut :

62 34 Panjang : 65 cm Tinggi : 78 cm Lebar : 118 cm Berikut ini adalah gambar perancangan mekanik vending machine: Gambar 4.8 Tampak Depan Gambar 4.9 Tampak serong kiri Gambar 4.10 Tampak Samping Gambar 4.11 Tampak Belakang

63 35 Adapun bahan yang digunakan untuk membuat alat mekanik ini adalah: - Plat aluminium - Kayu triplex - Besi siku - Gear - Belting - Besi motor - Baut - Mur - Rasking 4.3 Perancangan Software Dalam sistem peancangan software pada mesin ini penulis menggunakan bahasa C. Program tersebut yang mengendalikan semua sistem yang terdapat pada mesin ini yaitu dikendalikan oleh mikrokontroler yang berfungsi untuk mengaktifkan driver, limit switch, motor DC dan menampilkan data dan informasi ke LCD.pada mesin ini semua program di gabungkan menjadi satu bagian yaitu mulai dari pembacaan koin menampilkan data ke LCD dan mendeteksi koin, pengaktifkan limit switch dan memutar motor DC. Program akan aktif setelah diberi sumber dari power supply. Cara kerja program sebagai berikut ini start, mikrokontroler akan mengecek limit switch 1 dan 2 sebagai

64 36 input minuman ada apa tidak yang akan ditampilkan di LCD. Apabila tidak ada kembali ke awal dan koin tidak dapat dimasukkan. Dan apabila minuman ada koin dapat dimasukkan sebanyak 5 koin dengan uang koin Rp.1000, setelah koin yang dimasukkan telah mencukupi maka LCD akan menampilkan pilihan minuman. Dan tombol pilihan 1 dan 2 dapat ditekan, setelah salah satu tombol pilihan ditekan maka minuman dapat keluar dan mengenai limit switch penanda minuman telah keluar dan sebagai input untuk dikirim ke mikro terus akan menampilkan ke LCD. barengan dari itu mikro akan mereset dari awal. Agar lebih jelasnya dapat dilhat digambar flowchart dibawah ini:

65 Gambar 4.12 Flowchart Program Prototype Vending Machine 37

66 BAB V PENGUKURAN,PENGUJIAN, DAN ANALISA SISTEM 5.1 Pengukuran Tujuan dilakukan pengukuran adalah untuk mengetahui apakah sistem telah berjalan sesuai dengan apa yang dirancang dan untuk mengetahui operasi dari sistem yang di buat dengan spesifikasi alat yang telah di buat telah sesuai atau tidak. Dalam pengukuran penulis menggunakan multimeter digital untuk pengukuran tegangannya Pengukuran Power Supply Tegangan sumber yang diinginkan memiliki dua keluaran tegangan yaitu 5 VDC dengan menggunakan Trafo CT 1A dan 12 VDC dengan menggunakan Trafo CT 5A. Untuk menyesuaikan spesifikasi keluaran tegangan sumber, maka dilakukan pengukuran tegangan tersebut. Berdasarkan pengukuran yang telah di lakukan, maka didapat hasil pengukuran seperti tabel berikut: Tabel 5.1 Pengukuran Power Supply No Pengukuran Pengukuran Pengukuran Output 5 VDC Output 12 VDC Output 18 VDC Trafo 1 A Trafo 5 A V 11.9 V 18.1 V 38

67 39 Gambar 5.1 Pengukuran Tegangan Power Supply Pengukuran Arus Motor dan Mesin Koin pada Driver Pengukuran arus motor dan mesin koin dilakukan pada titik bernomor (probe positif) dan titik bernomor (probe negatif) dengan keluaran anak kontak pada relay pada saat bekerja. Didapat hasil pengukuran sebagai berikut: Tabel 5.2 Pengukuran Arus Motor dan Mesin Koin No Pengukuran Pengukuran Pengukuran proses Arus Arus Arus Motor 1 Motor 2 Mesin Koin A 1.6A 0.59A

68 40 Gambar 5.2 Pengukuran Arus Motor Pengukuran Lama Waktu Motor mengeluarkan Minuman Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa delay waktu yang diperlukan motor untuk mengeluarkan minuman. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan stopwatch untuk menentukan waktunya. Adapun data pengujian dapat dilihat pada table berikut: Tabel 5.3 Hasil Pengujian Timer Keluar Minuman No Motor 1 Motor 2 Proses Waktu (s) Waktu (s) Pengujian Untuk mendapatkan hasil yang maksimal maka diperlukan suatu pengujian di beberapa system baik rangkaian maupun software nya. Pengujian ini juga dilakukan untuk mengetahui kemampuan kerja dari suatu rangkaian dan juga untuk memaksimalkan sistem kerja dari alat ini.

69 Pengujian Output Mikrokontroler Pengujian rangkain mikrokontroler dapat dilakukan dengan mengkombinasikan rangkain minimum sistem program. Sebagai contoh melakukan pengujian dengan membuat sebuah program untuk mengaktifkan port yang ada di mikrokontroler. Berikut listing program untuk mengaktifkan port di mikrokontroler dengan menggunakan software CodeVision C compiler: #include <mega8535.h> // Declare your global variables here Void main (void) {... While (1) { PORTA=255 ; // kondisi High PORTA Berlogika 255 PORTB=255 ; // kondisi High PORTB Berlogika 255 PORTC=255 ; // kondisi High PORTC Berlogika 255 PORTD=255 ; // kondisi High PORTD Berlogika 255 }; }

70 Pengujian Output LCD Pada pengujian output LCD ini dilakukan untuk mengetahui apakah mikrokontroler dapat bekerja dengan baik sesuai dengan apa yang diinginkan. Pada output mikrokontroler LCD aktif. Adapun bukti pengujian output dari tampilan LCD nya adalah sebagai berikut: Gambar 5.3 Tampilan pada LCD 5.3 Analisa Berdasarkan hasil pengukuran dan pengujian dapat dikatakan bahwa setiap alat berfungsi sebagaimana mestinya.baik keluaran dari power supply maupun keluaran koin. Keluaran yang diinginkan pada power supply yang diinginkan adalah 12 VDC dan 5 VDC, sedangkan pada hasil pengukuran di dapat tidak sesuai yang diinginkan yaitu kurang dari seperti yang diinginkan. Hasil ini di karenakan setiap komponen mempunyai toleransi sehingga hasil yang diinginkan tidak seideal yang diinginkan.