BAB III PERANCANGAN ALAT

Transkripsi

1 BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1. Identifikasi Kebutuhan Proses pembuatan alat penghitung benih ikan ini diperlukan identifikasi kebutuhan terhadap sistem yang akan dibuat, diantaranya: 1. Perlunya rangkaian sistem arduino sebagai rangkaian pengendali input dan output. 2. Perlunya rangkaian penyuplai tegangan DC. 3. Perlunya sensor untuk mendeteksi jumlah ikan yang akan dihitung. 4. Perlunya rangkaian LCD sebagai tampilan jumlah ikan yang dihitung. 5. Perlunya komponen antarmuka antara pengendali dengan motor Analisa Kebutuhan Berdasarkan indentifikasi masalah yang ada, maka diperoleh beberapa analisis kebutuhan terhadap alat yang akan dibuat dengan spesifikasi sebagai berikut: 1. Digunakan rangkaian arduino sebagai komponen pengendali dari seluruh rangkaian. 2. Digunakan rangkaian catu daya DC +5V sebagai penyedia tegangan. 3. Digunakan rangkaian sensor cahaya sebagai pendeteksi benih ikan. 4. Rangkaian output dengan menggunakan LCD untuk menampilkan jumlah ikan yang sudah dihitung Perancangan Sistem 1. Perancangan Perangkat Keras Berdasarkan analisis kebutuhan diatas bagian-bagian yang diperlukan dapat disusun dalam blok diagram sebagai berikut: 23

2 24 KEYPAD OPTOCOUPLER A R D U I N O LCD MOTOR CATU DAYA Gambar 3.1 Blok Diagram Alat Penghitung Benih Ikan Blok diagram ini merupakan perancangan rangkaian yang terbagi ke dalam empat kelompok skema sistem yaitu : a. Rangkaian Input 1.) Sensor Optocoupler Sensor ini terdiri dari sebuah transmitter inframerah di satu sisi dan receiver photodiode di sisi lain. Sensor ini memancarkan sinar cahaya inframerah dari satu sisi, sensor dapat mendeteksi ketika objek lewat di antara celah transmitter dan receiver. Memiliki celah vertikal untuk deteksi gerak alternative, mempunyai celah 10 mm. Gambar. 3.2 berikut merupakan rangkaian sensor optocoupler tipe A57HR. Modul sensor A57HR ini dikoneksikan dengan arduino sebagai inputan.

3 25 Gambar 3.2 Rangkaian Optocoupler 2.) Keypad Keypad yang digunakan pada alat ini berukuran 4 kolom x 4 baris. Memiliki 16 tombol (fungsi tombol tergantung aplikasi), memiliki konfigurasi 4 baris (input scanning) dan 4 kolom (output scanning). Tujuan penggunaan keypad yaitu sebagai inputan dalam penghitungan jumlah benih yang ingin dicapai. Gambar 3.3 Rangkaian Keypad dengan Arduino

4 26 b. Rangkaian Pengolah Input dan Output Rangkaian pengolah input dan output menggunakan mikrokontroler AVR ATMega328. Mikrokontroler sebagai pengolah input dan output mikrokontrol juga digunakan sebagai unit penyimpan. Gambar 3.4 Rangkaian Pengolah Input dan Output Masing-masing dari 14 pin digital di Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinmode (), digitalwrite (),dan digitalread (), beroperasi dengan daya 5 volt. Setiap pin dapat

5 27 memberikan atau menerima maksimum 40 ma dan memiliki internal pullup resistor (secara default terputus) dari kohm. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus: Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini dihubungkan ke pin yang berkaitan dengan chip Serial ATmega8U2 USB-to-TTL. Eksternal interrupts: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi naik atau turun,atau perubahan nilai. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsi analogwrite (). SPI: 10 (SS), 11 (Mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai nilai HIGH, LED on, ketika pin bernilai LOW, LED off. Uno memiliki 6 masukan analog, berlabel A0 sampai dengan A5, yang masing masing menyediakan 10 bit dengan resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus: I2C: A4 (SDA) dan A5 (SCL). Dukungan I2C (TWI) komunikasi menggunakan perpustakaan Wire. Aref. Tegangan referensi (0 sampai 5V saja) untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analog Reference (). Reset. Bawa baris ini LOW untuk me-reset mikrokontroler.

6 28 c. Rangkaian Output 1.) Rangkaian Display LCD dihubungkan langsung ke mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Konfigurasi pin LCD 16 x 2, maka rangkaian untuk display dengan LCD adalah sebagai berikut : Gambar 3.5 Rangkaian LCD dengan Arduino 2.) Rangkaian Motor Servo Motor servo akan membuka dan menutup lubang yang dilalui benih ikan yang akan dihitung. Motor ini terdiri dari motor dc, rangkaian gear, potensio meter dan rangkaian kontrol. Untuk mengoperasikannya yaitu dengan memberikan Pulsa digital tertentu pada motor ini.

7 29 Gambar 3.6 Rangkaian Motor Servo dengan Arduino d. Rangkaian Catu Daya Sebuah rangkaian elektronika yang terdiri dari komponenkomponen aktif seperti IC dan transistor, agar dapat bekerja maka diperlukan sebuah sumber catu daya.modul microkontroller Arduino Uno memerlukan tegangan untuk catu daya sebesar 12 volt seperti gambar 3.7. Gambar 3.7 Rangkaian Power Supply Microkontroller Arduino Uno

8 30 2. Perancangan Perangkat Lunak Pemrograman perangkat lunak bertujuan untuk memprogram IC mikrokontroler agar dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Pemrograman pada mikrokontrol ATMega328 menggunakan bahasa C. Program utama digunakan sebagai pembaca input serta mengeluarkan hasilnya dalam LCD. a. Algoritma START. Inisialisasi Hardware. Inisialisasi LCD. Tampilan awal LCD. Tekan tombol keypad sebagai masukan untuk menghitung jumlah benih yang akan dihitung. Motor servo akan terbuka. Optocoupler akan menghitung jumlah benih yang melintas, jika sudah terpenuhi motor servo akan menutup. Apabila belum terpenuhi, maka proses penghitungan akan terus berlangsung. Apakah tombol reset ditekan, jika ya maka proses pengeringan akan mulai dari awal. Apabila tidak maka proses pengeringan berakhir. Finish

9 31 b. Flow chart START Inisialisasi hardware Inisialisai LCD Tampilan awal LCD Tekan Keypad sebagai inputan jumlah benih ikan yang ingin dihitung Aktifkan motor NO Optocoupler akan menghitung YES Aktifkan motor Tampilkan hasil penghitungan Apakah tombol reset YES NO END Gambar 3.8 Flowchart Program Utama

10 32 Alat penghitung benih ikan ini menggunakan sensor optocoupler tipe A57HR sebagai sensor utama. Modul sensor A57HR digunakan untuk mendeteksi benih ikan yang akan dihitung. Pengeringan berlangsung ketika motor servo sudah membuka, ketika jumlah yang diinginkan sudah tercapai maka mikrokontroller akan memerintahkan motor servo untuk menutup dan akan menampilkan hasil perhitungan di layar LCD. Gambar 3.9 Fisik alat penghitung benih ikan tampak depan

11 33 Gambar 3.10 Fisik alat penghitung benih ikan tampak atas Rangkaian modul sensor optocoupler A57HR ini dihubungkan dengan rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA328 dan rangkaian output display menggunakan LCD. Kedua komponen ini, seluruhnya terhubung dan terkontrol dalam mikrokontroler. Perancangan alat ini, sistem mikrokontroler ATMEGA328 memegang peranan penting, yaitu berfungsi sebagai pusat pengolah data dan pengendali seluruh sistem. Prinsip kerjanya secara garis besar adalah mendeteksi jumlah ikan dan pengubahan output rangkaian modul sensor optocoupler A57HR.