BAB III PERANCANGAN Bab ini membahas perancangan alat Kompor Listrik Digital IoT dengan menggunakan Microcontroller Open Source Wemos. Microcontroller tersebut digunakan untuk mengolah informasi yang telah didapatkan oleh module ESP8266 dan mengatur operasi kerja peralatan yang lainnya untuk menampilkan hasilnya pada lcd tersebut. Pembuatan sistem dibagi dalam beberapa blok perangkat yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Pembuatan sistem meliputi perencanaan perangkat keras dan perencanaan perangkat lunak. 3.1 Prinsip Kerja Sistem Sistem yang telah dibangun, secara garis besar terdiri dari blok rangkaian seperti terlihat pada gambar dibawah ini : Power Supply Internet Could Blynk Temperatur Sensor LM35 Microcontroller Wemos Internet Server Could Blynk Transistor Driver TIP122 Elemen Peltier Gambar 3.1 Blok Rangkaian sistem Secara garis besar, cara kerja sistem ini adalah : Temperatur sensor LM35 akan memberikan informasi kepada microcontroller Wemos mengenai keadaan suhu lingkungan di sekitar. Power Supply akan memberikan energi kepada system, sehingga seluruh 32
33 peralatan dapat berkerja dan berfungsi dengan baik. Microcontroller Wemos akan membaca suhu dengan bantuan Temperatur sensor LM35 dan kemudian mengirimkan data tersebut kepada Server Blynk dengan format TCP/IP untuk kemudian di tampilkan pada smartphone. Microcontroller Wemos juga akan membaca perintah yang telah dikirimkan oleh Server Blynk dengan format TCP/IP yang akan kemudian di ubah dengan untuk memberikan logika HIGH atau LOW pada Pin tertentu Transistor driver berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan arus listrik pada peltier dengan menggunakan referensi HIGH atau LOW pada microcontroller dan mengubahnya menjadi status Cut of atau Saturasi. Smartphone dengan bantuan Blynk APP akan mengubah informasi yang telah dikirimkan oleh server blynk menjadi tampilan yang menunjukan suhu dari peltier pada system. 3.2 Perancangan Perangkat Keras Dalam pemilihan komponen pada sistem-sistem ini maka sangatlah penting untuk memperhatikan beberapa hal berikut ini : 1. Menggunakan Microcontroller dengan platform Open Source sehingga untuk pengembangannya dapat di support oleh komunitas pengguna Microcontroller ini. 2. Menggunakan komponen-komponen yang tersedia di pasaran, sehingga harganya murah dan mudah di dapat. 3. Rangkaian yang sederhana sehingga mudah untuk dilakukan penambahan untuk pengembangan lebih lanjut. 3.2.1. Rangkaian Temperatur Sensor LM35 Pada sistem ini untuk membaca suhu pada peltier menggunakan sensor LM35. 1 buah sensor ini dipasang sehingga pada bagian metalik di bawah panic baik penggorengan akan menempel, sehingga ketika temperature panci/penggorengannaik maka dengan mudah sistem akan mengukur kenaikan
34 suhu tersebut. Beberapa pertimbangan-pertimbangan yang digunakan untuk memilih sensor ini adalah sebagai berikut: 1. Harga komponen sangat murah. 2. Berbentuk modul sehingga mudah dilakukan penggantian apabila terjadi kerusakan. 3. Rangkaian dapat dibuat sangat kecil. 4. Rentang pengukuran suhu yang sangat besar dari -55 o C sampai dengan - 150 o C Gambar 3.2 Rangkaian sensor suhu LM35 3.2.2. Minimum System Microcontroller Wemos Rangkaian microcontroler berfungsi untuk mengolah informasi yang didapatkan dari Transducer. Kemudian memproses data analog tersebut menjadi data digital, dan mengeluarkan hasilnya dalam bentuk informasi digital yang dapat dengan mudah di akses melalui tulisan. Diharapkan dengan minimum system ini akan dapat menghemat biaya yang dikeluarkan untuk membangun system ini. Berikut adalah minimum system dari Microcontroller Wemos.
35 Gambar 3.3 Minimum system Microcontroller Wemos Spesifikasi Hardware : Microcontroller ESP-8266EX Operating Voltage 3.3V Digital I/O Pins 11 Analog Input Pins Clock Speed Flash Length Width Weight Microcontroller 1(Max input: 3.2V) 80MHz/160MHz 4M bytes 68.6mm 53.4mm 25g ESP-8266EX Operating Voltage 3.3V
36 3.2.3. Rangkaian Power Supply Pada sistem ini menggunakan 2 transformator stepdown dari 220 Volt AC menjadi 12 Volt AC. 1 buah transformator 12 Volt 3 Ampere khusus digunakan untuk menghidupkan peltier 72 watt, 1 buah transformator 12 Volt 0.3 Ampere digunakan menghidupkan system microcontroller wemos dan yang lainnya. Jembatan diode diterapkan sehingga dapat mengubah dari arus AC menjadi arus DC, dan terakhir kapasitor 1000 uf di terapkan untuk menghilangkan noise serta ripple-riple yang terjadi. Beberapa pertimbangan-pertimbangan yang digunakan untuk memilih sensor ini adalah sebagai berikut: 1. Harga komponen sangat murah. 2. Rangkaian yang sederhana. 3. Komponen-komponen mudah didapatkan di pasaran. 4. Apabila terjadi short circuit tidak mengakibatkan kerusakan pada komponen yang lainnya Gambar 3.4 Rangkaian Power Supply 3.2.4. Rangkaian Driver Transistor TIP122 dan Peltier Rangkaian di bawah ini merupakan driver untuk memutuskan atau menyambungkan arus listrik yang akan digunakan untuk menghidupkan peltier.
37 Rangkaian ini berkerja seperti sakelar elektronik namun yang membedakannya adalah sakelar elektronik ini dikendalikan oleh logika High/Low yang dikeluarkan oleh Microcontroller Arduino Uno. 12_Volt_3_Ampere 12_Volt Wemos_IO_Digital_13 Gnd TIP121 Gambar 3.5 Rangkaian Driver transistor Transistor bekerja dengan Karakteristik saturasi dan cut off. ketika transistor berkerja pada saturasi maka peltier akan mati untuk sementara. Namun ketika transistor berkerja pada daerah cut off maka arus akan mengalir dari catu daya menuju kolektor transistor melewati peltier sehingga akan menyebabkan peltier menjadi panas dan dingin. 3.3 Perancangan Perangkat Lunak Perancangan perangkat lunak dibuat dengan menggunakan flowchart. Flowchart atau diagram alir merupakan sebuah diagram dengan simbol-simbol grafis yang menyatakan aliran algoritma atau proses yang menampilkan langkahlangkah yang disimbolkan dalam bentuk kotak, beserta urutannya dengan menghubungkan masing masing langkah tersebut menggunakan tanda panah. Diagram ini bisa memberi solusi selangkah demi selangkah untuk penyelesaian masalah yang ada di dalam proses atau algoritma tersebut. berikut adalah flowchart sistem ini :
38 Mulai Inisialisasi Microcontroller Wemos menerima data dari Cloud Blynk Cloud Server Wemos Memberikan sinyal High kepada Transistor Driver Membaca Tegangan pada sensor suhu LM 35 Data mengenai keadaan suhu di proses Ya oleh Microcontroller Wemos Microcontroller Wemos mengirimkan data kepada Cloud Blynk Looping ulang Ya Tidak Kirim Data lewat Internet ke Server Blynk Selesai Gambar 3.6 Flowchart Secara garis besar flowchartnya dapat diberikan gambaran sebagai berikut : Microcontroller Wemos akan membaca data yang telah dikirimkan oleh Server Cloud Blynk. Data tersebut berisi tentang adanya perintah untuk memutuskan atau menyambungkan arus listrik kepada peltier sehingga dapat mematikan ataupun menghidupkan peltier tersebut. Setelah data di terima maka microcontroller wemos akan memberikan
39 sinyal high atau low kepada transistor driver. Pada saat yang bersamaan microcontroller wemos akan membaca dan memproses suhu pada peltier, dengan membaca tegangan pada sensor suhu LM35. Microcontroller Wemos akan mengirimkan data kembali kepada Server Cloud Blynk. Selesai Microcontroller Wemos mengirimkan data kepada Server Cloud Blynk. Microcontroller Wemos akan kembali menunggu perintah dari Server Cloud Blynk.