BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN LUNAK

Transkripsi

1 22 BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN LUNAK 3.1. Gambaran Umum Pada bab ini akan dibahas mengenai perencanaan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Pembahasan perangkat keras meliputi perancangan mekanik alat dan modul elektronik sedangkan perancangan perangkat lunak meliputi perancangan pempromgraman menggunakan assembler kodevision dengan bahasa C++. Perancangan perangkat keras terdiri dari perancangan desian mekanis, bentuk desain sederhana yg menentukan batas aman kecepatan. Sedangkan perancangan perangkat lunak meliputi pembuatan program yang akan di upload ke dalam board PCB Blok Diagram Sistem Sebelum merancang perangkat lunak, yang perlu diketahui adalah susunan blok diagram system. Secara keseluruhan gambaran sistem alat yang akan dibangun adalah sebagai berikut.

2 23 Buzzer Photo dioda Mikro controler LCD RES232 Modem HandPhone Gambar 3.1 Blok Diagram Gambar di atas menunjukan bahwa system terdiri dari input, output, dan pengolahan data. Bagian input terdiri dari sensor Photo dioda sebagai sensor masukan serta komparator yang berfungsi untuk mengubah signal analog menjadi signal digital. Bagian output terdidri dari Modem, RTC, LCD, Buzzer Sedangkan untuk pengolahan data terdiri dari rangkaian control untuk IC ATMEGA16.Dari gambar di atas dapat diuraikan bahwa mikrokontroler ATMEGA16 berfungsi untuk mengatur kecepatan berapa RTC berkerja dan range waktu berapa modem bekerja,

3 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Perancangan perangkat keras meliputi perancangan modul mikrokontroler ATMEGA 16 yang digunakan untuk mendukung system kerja alat ini. Pada input dipilih sensor Photodioda sebagai input untuk membaca keadaan kecepatan terkini. IC ATMEGA dipilih sebagai prosesor sekaligus digunakan Sebagai Pengatur system input maupun output yang sudah terperogram didalam nya sehingga semua bekerja sesuai fungsinya. Gambar Skematik dari PCB board ATMEGA 16 sebagai berikut :

4 Gambar 3.2 Skematik Diagram 25

5 Rangkaian Catudaya Rangkaian power supply sangat dibutuhkan untuk bekerjanya sistem, karena semua system tergantung dari supply energi. Kerusakan pada power supply akan menyebabkan kematian total pada system sehingga rangkaian apapun tidak bekerja. Rangkaian power supply ini terdiri dari regulator, headsing, capasitor. Power supply yang digunakan untuk sumber tegangan AC 220V yang diturunkan menggunakan transformator menjadi 12V. Tegangan bolakbalik ini diratakan secara penuh menggunakan diode bridge, dan sebuah kapasitor elektrolit 1000/25V. Tegangan yang didapat dari keluaran ini adalah kisaran 12V. Dari tegangan 12V tadi diregulasikan menggunakan IC LM7809 menjadi 9V untuk mencatu motor gearbox. Kemudian dari tegangan 9V tadi diregulasikan lagi menjadi 5V, dan tegangan 5V inilah yang menjadi sumber tegangan ke mikrokontroler dan ADC. Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply

6 Sensor Photo Dioda : Perancangan dan pembuatan sensor untuk menghitung kcepatan kendaraan yg berjalan di bentuk sedemikian rupa agar dapat menghitung kecepatan kendaraan tersebut. Prinsip kerja sensor photo diode ini sangat mudah, Apabila motor berputar dan sebuah sensor menghitung berapa putaran dalam beberapa waktu maka didapat berapa kecepatan motor tersebut dan mengirim data pada IC Atmega 16 untuk kemudian di proses untuk melakukan eksekusi terhadap buzzer dan IC RS232. Gambar 3.4 Skematik Photo Dioda

7 Buzzer (Alarm Dering) : Perancangan output buzzer ini terkoneksi pada PIN 53 pada IC ATmega16 dengan output berupa tegangan analog yang dikonversikan menjadi angka digital oleh internal ADC (Analog Digital Covertion) pada pin analog IC ATMEGA 16, Prinsip kerja nya hanya sebagai alarm untuk pengendara jika mencapai setting maximum speed pada kendaraan. Gambar 3.5 Skematik Buzzer 3.7 Rangkaian Modem Wavecom dan IC max232 : Pada pembuatan alat simulasi ini, jenis mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega16, yang bekerja pada level TTL/CMOS yaitu berada pada tegangan 5V. Sedangkan untuk modem sendiri digunakan modem Wavecom GSM jenis M1306B yang akan bekerja pada tegangan 10V sesuai pabrikan. maka agar mikrokontroler dan modem dapat terhubung, digunakanlah IC MAX232N sebagai converter

8 29 Input yang diterima mikrokontroler dari sensor Photo dioda akan diteruskan ke modem untuk proses pengiriman sistem SMS kepemilik kendaraan. Agar hal itu dapat berjalan sesuai dengan skema, maka sinyal dari mikrokontroler akan diteruskan ke modem melalui IC MAX232N.. Gambar 3.6 Skematik IC maxrs232

9 30 Pd=1&baca=0 &waktu=1s Y Y T waktu=1s Y Y Y Gambar 3.7 Flow Chart flowchart

10 31 Penjelasan Diagram Alur : Ketika start (mulai) maka program akan melakukan pengesetan awal dan meminta intalizing port agar dapat menentukan batas dari bekerjanya sensor dan dapat mengirimkan signal tegangan ke IC ATmega16 dan mengirim SMS jika sudah siap lalu di lanjutkan untuk setting input max speed untuk menentukan batas kecepatan kendaraan tersebut, Setelah selesai setting awal baru sensor dan program akan berjalan sesuai dengan yang di inginkan, Dengan kerja sensor photo diode dipakai unuk counter putaran motor dalam satu settingan waktu lalu hasil counter tersebut akan ditampilkan pada LCD dalam bentuk km/jam dan jika putaran motor mencapai setting max speed maka buzzer (beep on) lalu modem sending SMS. 3.8 Perancangan Perangkat Lunak (Software) Perancangan Masukan dan Keluaran Pada IC ATMEGA 16 terdapat 32 buah saluran I/O yang terdiri dari port A, Port B, Port C, dan Port D dengan ADC sebanyak 8 channel dan 3 buah timer / counter. Berikut konfigurasi pin ATMEGA 16.

11 Konfigurasi Pin ATmega16 VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya GND merupakan pin Ground Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer/Counter, komparator Analog dan SPI Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal AVCC merupakan pin masukan untuk suplai tegangan ADC AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC

12 33 Gambar 3.8. Pin I/O IC ATmega Perancangan Program Utama Program Mikrokontroler Program yang dibuat atau dirancang harus bersesuaian dengan rangkaian yang telah disusun. Dalam pembuatan program untuk mikrokontroler terdapat beberapa perangkat lunak yang digunakan, yaitu : Teks Editor: merupakan tempatdimana program ditulis oleh pembuat program yang berupa kumpulan-kumpulan baris perintah dan biasanya disimpan dengan ekstensi. ASM: program ini ditulis mengunakan perangkat lunak teks editor seperti Notepad (Windows), Editor Dos, 8051 IDE, dsb. Assembler: merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk melakukan proses assembly yang mengubah program sumber (misal: notepad)

13 34 menjadi program objek (berekstensi.hex dan.bin) maupun assembly listing seperti 8051 IDE, ASM51, dsb. Downloader: merupakan perangkat lunak yang dibutuhkan untuk mendownload program objek kedalam target memory (chip mikrokontroler). Berikut sebagian langkah langkah pembuatan program dan pengujian mikrokontroler. 1. Program ditulis dengan menggunakan Text Editor,antara lain yang berbasis Windows adalah Code Vision AVR. 2. Setelah melakukan compiling program seperti di atas, maka akan didapatkan 2 buah file, yaitu file yang ber-extension.obj/.hex dan.lst. file dengan extension.obj/.hex adalah file yang berisi opcode dari hasil compiling program yang nantinya akan dimasukkan kedalam dari keseluruhan mikrokontroler. Sedangkan file yang ber-extension.lst adalah list program yang dibuat. File ini dapat digunakan untuk menemukan error jika pada saat proses compiling dilakukan terdapat error, maka file ini harus dibuka sehingga bias diketahui dimana letak error tersebut. 3 Setelah program selesai di compaile dan sesuai dengan yang direncanakan, maka program tersebut didownload kemikrokontroler dengan menggunakan hardware dan software PGM89.

14 35 Setelah proses rangkaian selesai dibuat langkah selanjutnya adalah membuat program pada aplikasi program Code Vision dengan bahasa C++. Buka program aplikasi Code vision kemudian bentuk tampilan kerja aplikasi Code vision. Gambar 3.9. Aplikasi Program Code Vision