44 BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1 Deskripsi Alat Pada bab ini penulis akan menjelaskan spesifikasi alat, menjelaskan beberapa blok rangkaian masing-masing bloknya memiliki karakteristik yang berbeda-beda,dan langkah langkah yang akan digunakan didalam proses penyelesaian perangkat keras (hardware) yang berupa komponen fisik penunjang seperti Arduino dan Android dan perangkat lunak (software) dimana berisikan program untuk alat. Berikut adalah Spesifikasi Alat Pemodelan yang penulis buat : Nama alat : Pemodelan Sistem Kontrol Sterilisasi Kamar Operasi Menggunakan Sinar Uv Berbasis Jaringan Local Area Network ( LAN ) Sistem kerja : Pengendali utama menggunakan PC/Laptop yang diprogram menggunakan aplikasi Visual Basic Setting waktu : Disetting menggunakan program Visual Basic yang di tampilkan menggunakan Laptop / PC Fungsi Control : 1. Untuk pengaturan manual tombol up,down pada alat berfungsi untuk mensetting timer, 2 tombol lainnya untuk mengoperasikan pilihan ruang 1 dan ruang 2 2. Router yang berfungsi sebagai media komunikas antara alat dengan system control 3. Kabel LAN sebagai interkoneksi antara router dengan alat 4. Laptop sebagai system control utama pada alat ini Jumlah lampu : Pemodelan UV dengan 4 buah lampu LED berwarna biru Display : Menggunakan LCD 16 x 2 untuk menampilkan report pada saat alat sedang running
45 3.2 Diagram Blok Sistem Control UV Menggunakan LAN PC/ Laptop Router Arduino Ruang UV 1 dan 2 LCD LAN Button Power Supply Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Control UV Menggunakan LAN Fungsi dari blok diagram : 1. Power Supply : Berfungsi memberikan tegangan DC 12 volt ke modul arduino 2. PC / Laptop : Sebagai pengontrol untuk mengaktifakn UV room dengan menggunakan program Visual Basic 3. Router : Media komunikasi alat sterilisasi dengan system pengontrol. 4. Arduino : Sebagai pusat pengolahan data 5. LCD : Sebagai tampilan pada saat proses sterilisasi berlangsung. 3.3 Perancangan Hardware Perancangan alat Pemodelan sistem kontrol sterilisasi kamar operasi menggunakan sinar Uv berbasis j aringan wireless Local Area Network ( LAN ) ini menggunakan modul Arduino uno R3 dan modul power supply sebagai komponen utama yang memberikan tegangan input untuk relay dan lampu sebesar 12 V dimana sebelumnya telah dikonversi dari tegangan 220 V. Pada arduino digunakan konfigurasi pin 14 = A0 sebagai input terhubung ke relay 1 untuk menyalakan lampu UV 1 pada ruangan operasi 1, pin 15 = A1 sebagai input terhubung ke relay 2 untuk menyalakan lampu UV 2 pada ruangan operasi 1 dimana antara lampu UV 1 dan UV 2 dipasang secara paralel, pin 16 = A2 sebagai input terhubung ke relay 3 untuk menyalakan lampu UV 3 pada ruangan operasi 2,
46 pin 17 = A3 sebagai input terhubung ke relay 4 untuk menyalakan lampu UV 4 pada ruangan operasi 2 dimana antara lampu UV 3 dan UV 4 dipasang secara paralel, Sambungkan perangkat output yang akan dikontrol dengan pin NO dan COM pada masing masing relay, untuk lebih jelas dapat diperhatikan gambar dibawah. R1 UV1 R2 UV2 R3 UV3 R4 UV4 Gambar 3.2 Konfigurasi Pin Arduino Ke Modul Rangkaian display pada alat ini menggunakan Liquid Crystal Display (LCD) yang berfungsi untuk menampilkan data yang diolah pada arduino. LCD ini juga dapat menampilkan teks atau variable sesuai dengan kebutuhan dan sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya. Input data rangkaian ini berasal dari port yang langsung dikendalikan oleh arduino uno. Pin 5 V pada modul arduino terhubung ke pin VCC yang ada pada LCD yang berfungsi memberikan tegangan pada LCD, pin GND pada arduino terhubung langsung ke pin GND yang ada pada LCD, pin 4 pada arduino terhubung ke pin SDA yang ada pada LCD, pin A5 pada arduino terhubung ke pin SCL yang ada pada LCD. Dapat dilihat pada gambar konfigurasi pin LCD dibawah
47 Gambar 3.3 Konfigurasi Pin Arduino Ke LCD Pemodelan sistem kontrol sterilisasi kamar operasi menggunakan sinar Uv berbasis jaringan wireless (Local Area Network ( LAN )) ini juga dapat dikontrol secara manual menggunakan push button, dimana ada 4 buah push button yang mempunyai fungsi masing-masing yang berbeda, push button 1 berfungsi sebagai pengatur waktu Up atau input penambahan waktu yang diinginkan untuk sterilisasi ruangan, push button ini menggunakan pin 6 pada modul arduino yang terhubung dengan rangkaian, push button 2 berfungsi sebagai pengatur waktu Down atau input pengurangan waktu yang diinginkan untuk sterilisasi ruangan, push button ini menggunakan pin 7 pada modul arduino yang terhubung dengan rangkaian, push button 3 berfungsi sebagai pengaktifan lampu ultraviolet pada ruangan operasi 1 setelah terlebih dahulu mengatur waktu yang dibutuhkan, push button ini menggunakan pin 4 pada modul arduino yang terhubung dengan rangkaian, push button 4 berfungsi sebagai pengaktifan lampu ultraviolet pada ruangan operasi 2 setelah terlebih dahulu mengatur waktu yang dibutuhkan, push button ini menggunakan pin 5 pada modul arduino yang terhubung dengan rangkaian. Gambar 3.4 kontrol manual push button
48 Kemudian komponen utama lain nya pada alat ini adalah router wireless yang berfungsi sebagai penghubung antara modul arduino dengan sistem pengontrol otomatis berupa perangkat Android. Cara kerja router ini sebagai media komunikasi dimana antara modul arduino dan router wireless sudah terhubung dengan menggunakan kabel LAN. 3.4 Perancangan Perangkat Arduino Pemograman arduino adalah tahap selanjutnya yang dilakukan setelah proses perancangan hardware. Program dibuat menggunakan aplikasi IDE (Integrated Development Environment) arduino 1.5.8 gambar di bawah menunjukkan tampilan dari IDE. Gambar 3.5 Tampilan dari IDE Arduino 1.5.8 Gambar diatas adalah tampilan aplikasi IDE dari arduino 1.5.8 sebelum memulai untuk membuat program. Pemograman pertama yang dilakukan adalah melakukan settingan IP Server secara static agar tidak terjadi konflik dengan pengguna IP Server yang lainnya.port
49 yang digunakan adalah port 23, dimana port 23 ini berfungsi sebagai komunikasi one to one ( Komunikasi Satu Jaringan ).Berikut bentuk program yang ditulis untuk melakukan setting IP secara static. byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED }; IPAddress ip(192,168,1, 212); IPAddress gateway(192,168,1, 1); IPAddress subnet(255, 255, 255, 0); EthernetServer server(23); Tahap pemrograman selanjutnya adalah penentuan pin output arduino yang digunakan sebagai input.pada arduino digunakan konfigurasi pin 14 = A0 sebagai input terhubung ke relay 1 untuk menyalakan lampu UV 1. Pin 15 = A1 sebagai input terhubung ke relay 2 untuk menyalakan lampu UV 2 pada ruangan operasi 1 dimana antara lampu UV 1 dan UV 2 dipasang secara parallel, pin 16 = A2 sebagai input terhubung ke relay 3 untuk menyalakan lampu UV 3 pada ruangan operasi 2, pin 17 = A3 sebagai input terhubung ke relay 4 untuk menyalakan lampu UV 4 pada ruangan operasi 2 dimana antara lampu UV 3 dan UV 4 dipasang secara parallel. Berikut bentuk program yang ditulis String inputstring = ""; // a string to hold incoming data boolean stringcomplete = false; const int Startstop1 = 4; // pin tombol on uv1 const int Startstop2 = 5; // pin tombol on uv2 const int up = 6; // pin tombol up const int down = 7; // pin tombol down const int LampuUV11 = 14; // pin rilay 1 = uv 1 const int LampuUV12 = 15; // pin rilay 2 = uv 2 const int LampuUV21 = 16; // pin rilay 3 = uv 3 const int LampuUV22 = 17; // pin rilay 4 = uv 4
50 Tahap pemrograman selanjutnya adalah untuk membuat semua kondisi awal lampu tidak menyala. Bahasa pemrograman nya bisa dilihat sebagai berikut: pinmode(lampuuv11, OUTPUT); pinmode(lampuuv12, OUTPUT); pinmode(lampuuv21, OUTPUT); pinmode(lampuuv22, OUTPUT); digitalwrite(lampuuv11, LOW); //kondisi awal low = mati digitalwrite(lampuuv12, LOW); digitalwrite(lampuuv21, LOW); digitalwrite(lampuuv22, LOW); Tahap selanjutnya adalah membuat program call function untuk menghidupkan dan mematikan lampu ruangan. Berikut adalah program yang ditulis. void serialevent() { while (Serial.available()) { char inchar = (char)serial.read(); inputstring += inchar; stringcomplete = true; if (inchar == 'A') { digitalwrite(lampuuv11, HIGH); digitalwrite(lampuuv12, HIGH); } else if (inchar == 'a') { digitalwrite(lampuuv11, LOW); digitalwrite(lampuuv12, LOW); } else if (inchar == 'B') { digitalwrite(lampuuv21, HIGH); digitalwrite(lampuuv22, HIGH); } else if (inchar == 'b') { digitalwrite(lampuuv21, LOW);
51 digitalwrite(lampuuv22, LOW); } else if (inchar == 'C') { digitalwrite(lampuuv11, HIGH); digitalwrite(lampuuv12, HIGH); digitalwrite(lampuuv21, HIGH); digitalwrite(lampuuv22, HIGH); } else if (inchar == 'c') { digitalwrite(lampuuv11, LOW); digitalwrite(lampuuv12, LOW); digitalwrite(lampuuv21, LOW); digitalwrite(lampuuv22, LOW); } else if (inchar == 'D') { digitalwrite(lampuuv11, HIGH); digitalwrite(lampuuv12, HIGH); digitalwrite(lampuuv21, LOW); digitalwrite(lampuuv22, LOW); } else if (inchar == 'd') { digitalwrite(lampuuv11, LOW); digitalwrite(lampuuv12, LOW); digitalwrite(lampuuv21, HIGH); digitalwrite(lampuuv22, HIGH);
52 3.5 Flowchart Dengan 2 Sistem Kendali Pada Ruang UV Berikut adalah flowchart dari pemrograman START MANUAL ROUTER SETTING TIMER Tidak KONEKSI MASUKAN USERNAME DAN PASSWORD R1 R2 MENU UTAMA SELESA I SELESA I CONTROL SYSTEM Tidak MASUKAN IP ADDRESS SETTING TIMER R1 R2 SELESA I SELESA I Gambar 3.6 Flowchart dari Pemrograman
53 Flowchart ini terdiri dari 2 sistem pengendali utama yaitu, 1. Pengendali dengan system manual 2. Pengendali dengan system interkoneksi antara LAN dengan PC/Laptop 3.5.1 Flowchart dengan system pengendali manual Cara kerja dari system pengendali manual ini berfungsi apabila terjadi error pada system jaringan komunikasi. Pengendali system manual ini terdiri dari push button yang berfungsi untuk melakukan settingan manual pada timer dan settingan manual pada pemilihan ruang ultraviolet 1 dan ultraviolet 2, berikut adalah langkahlangkah dari flowchart pada saat system pengendali manual bekerja. 1. Aktifkan alat Pemodelan kontrol UV room dengan menghubungkan alat ke tegangan PLN. 2. Pada saat alat telah aktif lakukan settingan timer dengan menekan tombol push button up atau down. 3. Setelah timer di setting pilih ruang mana yang akan diaktifkan dengan menekan tombol push botton ruang 1 atau ruang 2. 4. Setelah pemilihan ruangan selesai maka alat Pemodelan kontrol UV room ini dengan pengendali system manual dapat bekerja dan akan ditampilkan oleh LCD. 3.5.2 Flowchart dengan system pengendali dengan menggunakan PC/Laptop Pengendali dengan system ini berfungsi untuk mengendalikan alat Pemodelan UV dengan jarak jauh, dengan mengandalkan router sebagai media komunikasi antara kabel jaringan LAN dengan PC/Laptop.berikut adalah cara kerja flowchart dengan system pengendali jarak jauh. 1. Aktifkan alat Pemodelan kontrol UV room dengan menghubungkan alat ke tegangan PLN. 2. Hidupkan router sebagai media komunikasi antara kabel LAN dengan PC/Laptop 3. Koneksikan router dengan alat menggunakan kabel LAN yang terhubung ke PC/Laptop.
54 4. Setelah terkoneksi hidupkan PC/Laptop sebagai control utama system pengendali alat UV room 5. Masuk ke menu login, dan isi data berupa username dan password, apabilah terjadi kesalahan maka periksa kmbali data yang di input. 6. Setelah login berhasil maka akan muncul tampilan menu utama. Pilih menu control system dan lakukan koneksi ulang dengan memasukan ip address sesuai dengan router. 7. Setelah terkoneksi maka system pengendali UV berbasis arduino ini dapat di fungsikan dengan melakukan settingan timer dan settingan pemilihan ruang 1 dan ruang 2. 3.6 Cara Kerja Sistem Sistem kendali Pemodelan on/off ini dikendalikan oleh dua aplikasi yaitu pada pc/laptop dan empat buah tombol Push Button. Aplikasi yang digunakan adalah aplikasi program Visual Basic / Visual Studio 2010. Push Button berfungsi sebagai control manual apabila terjadi kerusakan pada system yang menyebabkan tidak berfungsinya output. Gambar 3.7 Tampilan Awal Alat
55 Sistem yang akan pertama kali dibahas adalah system control Uv menggunakan program Visual Basic. Pengontrolan dilakukan menggunakan aplikasi program Visual Basic/Visual Studio 2010 yang dikontrol menggunakan PC/Laptop. Sistem ini membutuhkan koneksi menggunakan Local Area Network ( LAN ) yang di interkoneksikan menggunakan jaringan router. Untuk mengaktifkan / menggunakan system ini dibutuhkan tegangan DC 12 Volt pada power supply, yang berfungsi sebagai supply tegangan pada modul arduino,relay dan router. Gambar 3.8 Tampilan Pada Saat Alat Diberi Tegangan DC 12 volt Tahap selanjutnya adalah mengaktifkan sumber tegangan AC 220 volt yang di konversi menjadi tegangan DC 12 volt menggunakan IC regulator 7812, setelah tegangan DC 12 volt diaktifkan modul arduino bekerja dengan menyalanya lampu LED warna merah yang menandakan sumber tegangan sudah masuk ke modul arduino. Pastikan router juga sudah aktif sebagai interkoneksi kabel LAN dengan PC/Laptop. Setelah semua perangkat telah aktif, koneksikan router dengan PC/Laptop dengan menggunakan kabel jaringan Local Area Network (LAN),
56 Gambar 3.9 Tampilan Pada Saat Melakukan Koneksi dengan IP Server Router Setelah koneksi berhasil pilih program Visual Basic/Visual Studio yang ada pada PC/Laptop. Setelah masuk ke aplikasi home controller UV, masukan data yang berisi username dan password dan tampilan menu utama akan muncul, lalu pilih menu control dan akan muncul pada tampilan gambar dibawah ini. Gambar 3.10 Tampilan Menu Login Setelah muncul tampilan system control UV, lakukan pairing dengan memasukan IP Server sesuai pada router yang dipasang, pilih menu connect untuk mengkoneksikan IP Server yang sudah di masukan dan menu system control UV bisa diaktifkan. Setelah dikoneksikan maka system control kamar operasi menggunakan ultraviolet ini siap digunakan, dan untuk memulai pilih menu timer, setting timer
57 sesuai kebutuhan untuk mengaktifkan seberapa lama lampu akan menyala, setelah timer di setting maka pilih ruang satu atau ruang dua untuk menghidupkan lampu dan proses sterilisai akan berlangsung. Selama proses sterilisasi berlangsung maka LCD akan menampilkan report/laporan bahwa proses sterilisasi ruang operasi sedang berlangsung. Setelah proses sterilisasi selesai report hasil sterilisasi dapat dilihat di data bashistory. (a) Gambar 3.11 Tampilan Pada Saat Terkoneksi dan Control Sistem Bisa Digunakan (b) Pada gambar (a) diatas adalah tampilan pada saat system control UV terkoneksi dengan jaringan router. Dan pada gambar (b) adalah tampilan pada saat melakukan settingan timer dan pemilihan ruang 1 dan ruang 2. Gambar 3.11 Pada Saat Proses Sterilisasi Berlangsung
58 Pada gambar 3.11 adalah tampilan pada saat alat sterilisasi aktif, dan proses sterilisasi ini akan ditampilkan oleh LCD. Gambar 3.12 Tampilan Push Button Sistem kontrol pengendali alat ini dilengkapi dengan push button manual yang berfungsi apabila interkoneksi antara router dengan PC/Laptop tidak terkoneksi. Untuk mengaktifkan sistem switch manual ini dilengkapi dengan empat buah tombol button yang berfungsi untuk men setting pilihan waktu dan pilihan ruang mana yang akan diaktifkan.