BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Pengantar Perancangan Sistem Pengendalian Lampu Pada Lapangan Bulu Tangkis Indoor Pada lapangan bulu tangkis, penyewa yang menggunakan lapangan harus mendatangi operator untuk menyewa lapangan yang akan digunakan. Operator akan melakukan pemasukan datum penyewa dan menyalakan lampu pada lapangan yang diinginkan oleh penyewa melalui komputer. Jika ada lampu yang tidak menyala maka operator langsung mengetahui berdasarkan informasi yang di tampilkan pada layar komputer yang terletak pada meja operator. Penyewa langsung menuju ke lapangan yang telah menyala lampunya sesuai dengan yang telah dipilih oleh penyewa. Untuk menjalankan sistem ini maka dirancanglah modul yang terdiri dari modul sistem minimum yang disebut sebagai kontrol unit. Modul kontrol unit ini berfungsi untuk menyalakan dan memadamkan lampu sesuai dengan yang diinput pada PC serta mendeteksi lampu jika terjadi kegagalan lampu dan menampilkan status lampu pada PC, modul lainnya adalah modul komunikasi serial dan modul sensor. Pada sistem yang telah dibuat, terdapat sistem saklar manual. Dimana sistem ini berfungsi sebagai saklar manual otomatis apabila terjadi kegagalan pada kontrol unit. 27
28 3.2 Perancangan Sistem Piranti Keras Berikut adalah blok diagram dari sistem yang dirancang: Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
29 bawah ini. Penjelasan fungsi dari masing-masing blok akan dibahas secara rinci di 3.2.1 Personal Computer (PC) PC ini berfungsi sebagai alat untuk menjalankan program Visual Basic, sehingga dapat berkomunikasi dengan kontrol unit dalam menyalakan, memadamkan dan mengetahui status lampu. Selain itu juga PC ini berfungsi untuk menyimpan data-data dari semua penyewa, baik member maupun non-member ke dalam database. Database yang digunakan adalah Ms.Access. PC ini tidak dirancang, tetapi PC ini digunakan untuk menjalankan program yang telah dirancang dalam mengendalikan lampu di lapangan. Untuk menjalankan sistem yang dibuat, resolusi gambar yang ada pada monitor harus sebesar 1024 x 768 pixel. Hal ini dimaksudkan agar tampilan program Visual Basic dapat tampil secara keseluruhan. PC yang digunakan harus memiliki port serial yang nantinya digunakan untuk komunikasi serial pada sistem yang telah dibuat. Digunakannya PC juga dapat mempermudah operator dalam memilih lapangan yang diinginkan, dan ketepatan waktu dalam pemadaman lampu akan lebih tepat karena memanfaatkan RTC (Real Time Clock) yang terdapat pada setiap PC. 3.2.2 Komunikasi Serial (RS-232) Modul RS-232 ini dirancang agar berfungsi sebagai protokol komunikasi 2 arah antara kontrol unit dan port serial PC. Modul serial ini
30 menggunakan IC MAX-232 dengan konektor serial DB-9. Kecepatan transfer data pada MCS maksimum sebesar 9600 baudrate, sehingga kecepatan PC disesuaikan dengan kecepatan transfer data pada MCS. Hal ini dimaksudkan agar transfer data menjadi sinkron. 3.2.3 Sistem Minimum ( Kontrol unit ) Modul ini dirancang dengan menggunakan AT89S52, yang berfungsi untuk menerima data dari PC, begitu pula sebaliknya. Di modul ini juga, dirancang rangkaian reset yang berfungsi untuk mengreset AT89S52 jika terjadi kegagalan dalam proses penyalaan dan pemadaman lampu. Fungsi dari modul ini untuk mengendalikan driver relay untuk menyalakan lampu dan memadamkan lampu, setelah lampu menyala maka modul akan menerima status lampu dari modul sensor, kemudian status tersebut akan ditampilkan ke PC. Modul ini juga akan selalu meminta input status dari sensor ketika lampu pada lapangan sedang menyala. Hal ini dimaksudkan supaya ketika lampu pada lapangan ada yang padam, maka sensor akan langsung mengirim status off kepada kontrol unit yang akan ditampilkan pada PC. Kemudian apabila waktu pada lapangan hanya sisa 3 menit, maka 3 buah lampu pada lapangan akan dipadamkan. 3.2.4 Switch Manual Otomatis Modul ini dirancang dengan menggunakan relay 24V DPDT. Digunakan tegangan 24V untuk menyesuaikan standard industri. Modul
31 ini berfungsi untuk pengaktifan saklar manual untuk mengambil alih sistem otomatis apabila sistem otomatis terjadi kerusakan. Cara mengambil alih sistem otomatis yaitu dengan mematikan sumber tegangan yang ada pada sistem otomatis. 3.2.5 Driver Relay Modul ini dirancang untuk mengisolasi antara beban 5V dengan 24V, di mana tegangan 5V akan mengaktifkan tegangan 24V. Setelah tegangan 24V aktif maka relay akan melewatkan tegangan 220V ke lampu melalui kaki Normaly Open. Pada modul ini juga terdapat rangkaian optocoupler yang berfungsi sebagai isolator antara tegangan 24V dan 5V. 3.2.6 Sensor Modul ini dirancang untuk mendeteksi cahaya pada masingmasing lampu yang ada pada lapangan dimana output dari sensor-sensor akan di masukan ke dalam gerbang AND sehingga akan diketahui lapangan mana yang lampunya mengalami kegagalan. Informasi dari modul sensor ini tidak dapat memberitahukan lampu mana yang mengalami kegagalan tetapi hanya memberitahukan lapangan mana yang lampunya mengalami kegagalan. Sensor diletakan dekat dengan lampu berjarak sekitar 2 cm, ini dilakukan agar sensor tidak menangkap cahaya lain selain dari cahaya lampu tersebut.
32 3.2.7 Printer Modul ini tidak dirancang tetapi merupakan alat untuk mencetak bukti pembayaran berupa struk yang telah dirancang pada program Visual Basic. Pencetakan struk pada sistem ini masih di cetak dengan menggunakan ukuran kertas yang besar, karena printer yang digunakan bukan printer yang khusus untuk mencetak struk. Berikut ini hasil pencetakan struk pada sistem ini: Gambar 3.2 Bukti Pembayaran 3.3 Perancangan Rangkaian Masing Masing Modul Piranti Keras Berikut ini penjelasan mengenai modul modul yang digunakan dalam perancangan sistem. 3.3.1 Modul Sistem Minimum AT89S52 Pada modul sistem minimum AT89S52, terdiri dari 3 rangkaian. Ketiga rangkaian tersebut adalah rangkaian reset, rangkaian pembangkit pulsa clock dan rangkaian serial RS-232, ketiga rangkaian tersebut terhubung dengan mikrokontroller AT89S52.
33 3.3.1.1 Rangkaian Reset Gambar 3.3 Rangkaian Reset pada sistem minimum Fungsi dari rangkaian reset ini adalah untuk mereset seluruh isi register dan port yang terdapat pada mikrokontroller AT89S52 tersebut. Pin reset pada AT89S52 adalah aktif high. Maksudnya adalah apabila diberi logik 1 maka reset akan aktif, oleh karena itu rangkaian ini memiliki Vcc dan push button karena jika push button ditekan maka Vcc akan mengalir menuju ke pin reset dan dianggap sebagai logik 1 sehingga pin reset akan aktif.
34 3.3.1.2 Rangkaian Pembangkit Pulsa Clock Gambar 3.4 Rangkaian Pembangkit Pulsa Clock Rangkaian pembangkit pulsa clock yang dipakai pada mikrokontroller AT89S52 adalah berupa Kristal 11.059Mhz dan dua buah kapasitor dengan masing-masing bernilai 33pF. Fungsi dari rangkaian ini adalah untuk menggetarkan clock yang berada di dalam AT89S52.
35 3.3.1.3 Rangkaian Komunikasi Serial Gambar 3.5 Rangkaian Komunikasi Serial Rangkaian komunikasi serial menggunakan IC MAX-232 yang memiliki jalur data transmit dan receive yang akan dihubungkan dengan mikrokontroller AT89S52. Fungsi dari IC MAX-232 ini sebagai penghubung serial antara mikrokontroller dan komputer (PC), yang baik saat transmit dan receive akan diatur oleh komputer (PC) dengan bantuan piranti lunak Visual Basic. IC MAX-232 jalur data untuk receive terdapat pada P3.0 (RXD) dan untuk transmit terdapat pada P3.1 (TXD).
36 Sistem tersebut dibuat menggunakan mode 1. Mode 1 ini, bekerja secara asinkron, data dikirim atau diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit start, disusul dengan 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil ( LSB ) dan diakhiri dengan 1 bit stop. 3.3.2 Modul Sensor Pada rangkaian sensor ini digunakan sensor cahaya (LDR). LDR ini akan dipasangkan pada setiap lampu di masing-masing lapangan. Tiap -tiap lapangan terdapat 6 buah LDR. Selain LDR terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur nilai hambatan agar hambatan yang masuk ke dalam LM311 akan dijadikan sebagai tegangan referensinya. Sehingga apabila LDR terkena cahaya akan bergantung pada nilai referensinya untuk mendapatkan logic HIGH atau LOW. LM311 yang dipakai ini berfungsi untuk membandingkan nilai tegangan yang masuk dari LDR dengan tegangan referensi yang telah ditetapkan. Resistor 1K pada output LM311 berfungsi sebagai pull up. Gambar untuk modul sensor dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Padam atau Menyalanya Lampu 37
38 3.3.3 Modul driver/pengendali Relay Gambar 3.7 Rangkaian Driver / Pengendali Relay Relay adalah sebuah saklar elektromagnetik yang digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan aliran arus listrik. Penggunaan Relay diatur melalui mikrokontroller AT89S52. Ketika mikrokontroller mengirim logic 0, maka Relay akan aktif dan menyalakan lampu pada lapangan yang telah dipilih. Begitu pula sebaliknya, ketika mikrokontroller mengirim logic 1, maka relay akan dinon-aktifkan.
Gambar 3.8 Diagram rangkaian sistem pengendali lampu lapangan Bulu tangkis 39
40 3.4 Penggabungan Modul Modul Untuk Membentuk Sistem Pengendali Lampu Lapangan Bulu Tangkis Berdasarkan uraian yang telah dibahas, maka dapat disusun rangkaian sistem pengendali lampu lapangan bulu tangkis secara lengkap seperti pada gambar 3.7. Pada perancangan ini, dilakukan pemilihan fungsi setiap jalur port pada Mikrokontroller AT89S52 sebagai berikut : a) Port 3.0 dan 3.1 akan melakukan komunikasi dengan komputer (PC) melalui RS-232 menggunakan Program Visual Basic, yang mana program ini berperan dalam pengaktifan pin-pin pada mikrokontroller AT89S52. b) Port 1 dan port 2 akan digunakan untuk pengendalian lampu maksimal berjumlah 8 lapangan. c) Port 0 digunakan untuk menerima status sensor pada setiap lapangan. 3.5 Perancangan Sistem Piranti Lunak Sistem yang dibuat tidak dapat lepas dari piranti lunak. Pada sistem ini digunakan 2 piranti lunak yaitu bahasa Pemrograman Assembly dan Visual Basic. 3.5.1 Format pengiriman data dari PC ke MCS dan MCS ke PC Dalam menyalakan, memadamkan dan pengambilan status lampu pada sistem ini, dibutuhkan kesepakatan format data antara PC dan MCS. Berikut adalah format pengiriman data yang telah disepakati.
41 Tabel 3.1 Format pengiriman data untuk menyalakan lampu Format Pengiriman Data dari PC MCS Untuk Menyalakan Lampu Lapangan 1 (6 Lampu) Lapangan 2 (6 Lampu) Lapangan 3 (6 Lampu) Lapangan 4 (6 Lampu) Lapangan 5 (6 Lampu) Lapangan 6 (6 Lampu) Lapangan 7 (6 Lampu) Lapangan 8 (6 Lampu) 01h 02h 03h 04h 05h 06h 07h 08h Tabel 3.2 Format pengiriman data untuk memadamkan lampu Format Pengiriman Data dari PC - MCS Untuk Memadamkan Lampu Lapangan 1 (3Lampu) Lapangan 1 (3Lampu) Lapangan 2 (3Lampu) Lapangan 2 (3Lampu) Lapangan 3 (3Lampu) Lapangan 3 (3Lampu) Lapangan 4 (3Lampu) Lapangan 4 (3Lampu) Lapangan 5 (3Lampu) Lapangan 5 (3Lampu) Lapangan 6 (3Lampu) Lapangan 6 (3Lampu) Lapangan 7 (3Lampu) Lapangan 7 (3Lampu) Lapangan 8 (3Lampu) Lapangan 8 (3Lampu) 11h 21h 12h 22h 13h 23h 14h 24h 15h 25h 16h 26h 17h 27h 18h 28h
42 Tabel 3.3 Format pengiriman data untuk mencek status lampu Format Pengiriman Data dari PC - MCS Untuk Cek Status Lampu Lapangan 1 Lapangan 2 Lapangan 3 Lapangan 4 Lapangan 5 Lapangan 6 Lapangan 7 Lapangan 8 31h 32h 33h 34h 35h 36h 37h 38h Tabel 3.4 Format pengiriman data untuk mengirim status ON Format Pengiriman Data dari MCS-PC Untuk Status ON Lapangan 1 Lapangan 2 Lapangan 3 Lapangan 4 Lapangan 5 Lapangan 6 Lapangan 7 Lapangan 8 01h 03h 05h 07h 09h 0Bh 0Dh 0Fh Tabel 3.5 Format pengiriman data untuk mengirim status OFF Format Pengiriman Data dari MCS- PC Untuk Status OFF Lapangan 1 02h Lapangan 2 04h Lapangan 3 06h Lapangan 4 08h Lapangan 5 0Ah Lapangan 6 0Ch Lapangan 7 0Eh
43 Lapangan 8 10h 3.5.2 Diagram Alir Piranti Lunak pada mikrokontroller AT89S52 Gambar 3.9 Diagram Alir Program Mikrokontroller AT89S52
44 Gambar 3.10 Diagram Alir Serial Interupt Service 3.5.3 Diagram alir Microsoft Visual Basic pada PC Untuk dapat memenuhi kebutuhan komunikasi antar muka (interface), digunakanlah bahasa pemrograman visual basic yang akan menghubungkan mikrokontroller dengan Komputer (PC). Pembuatan program visual (tampilan) data dari mikrokontroller memerlukan beberapa fasilitas yang dimiliki oleh Visual Basic, antara lain: 1. Form : tempat utama untuk tools-tools yang diperlukan 2. Command Button : untuk beberapa fungsi penting 3. Text box : digunakan untuk menampilkan data yang akan dilihat
45 4. Combo Box : digunakan untuk menampilkan menu pilihan yang telah ditentukan 5. Caption : digunakan untuk menampilkan beberapa fungsi teks 6. Timer : digunakan untuk mengendalikan waktu 7. ADODC : digunakan dalam pembuatan database 8. ActiveControl (MSCOmm) : digunakan sebagai control untuk komunikasi PC dengan mikrokontroller. Dari penjelasan singkat diatas maka dirancanglah Diagram alir dibawah ini yang merupakan alur dari program utama Visual Basic. Diagram alir ini akan menjelaskan secara garis besar pengendalian yang dilakukan Visual Basic. Proses diagram ini akan berjalan saat program Visual Basic yang telah dibuat dijalankan. Gambar 3.11 Diagram Alir Utama Program Visual Basic
46 Setelah diagram alir utama ini dijalankan, akan aktif diagram alir yang saling berhubungan satu sama lain. Diagram alir tersebut adalah Diagram alir pemesanan lapangan Gambar 3.12 Diagram Alir Program Pemesanan Lapangan
47 Sub Diagram Alir pemesanan Add Delete Minta input nama, tanggal, lapangan berapa,jam berapa, lama permainan Pilih data yang ingin di hapus Hapus data Simpan di database B Ambil data sebelumnya dari database Back Tampilkan data yang telah diambil Ambil data sebelumnya dari database B Next Tampilkan data yang telah diambil Ambil data selanjutnya dari database B Exit Tampilkan data yang telah diambil A B Gambar 3.13 Sub Diagram Alir Program Pemesanan Lapangan
48 Berikut ini adalah tampilan form Daftar Pemesanan pada layar monitor PC : Gambar 3.14 Tampilan Daftar Pemesanan Program Visual Basic Jika Belum Ada Yang Memesan dan untuk menambah pemesanan baru Gambar 3.15 Tampilan Daftar Pemesanan Program Visual Basic Jika Sudah Ada Yang Memesan
49 Diagram Alir Member Member C NO Sudah ada data? YES Minta input nama, bulan, lapangan berapa,jam berapa, lama permainan Tampilkan data Input? NO Simpan di database YES C Add Delete Next Back Exit C Gambar 3.16 Diagram Alir Member Lapangan
50 Sub Diagram Alir Member Gambar 3.17 Sub Diagram Alir Member Lapangan
51 Berikut tampilan form Daftar Member pada program Visual Basic: Gambar 3.18 Tampilan Daftar Member Program Visual Basic Apabila Belum Ada Data Gambar 3.19 Tampilan Daftar Member Program Visual Basic Apabila Sudah Ada Data
52 Diagram Alir Database Transaksi Harian Ambil data dari database Tampilkan data yang telah diambil dalam bentuk tabel C Diagram Alir Penyewaan Lapangan Gambar 3.20 Diagram Alir Database Lapangan Minta Input nama dan lama main Nyalakan Lampu Status? OFF ON Input? Batal Matikan Lampu Submit Cetak Struk dan simpan di database A A Gambar 3.21 Diagram Alir Penyewaan Lapangan
53 3.6 Rancang Bangun Sistem Berikut adalah rancang bangun dari sistem yang telah dirancang. Gambar 3.22 Modul Kontrol Unit (Tampak Atas) Gambar 3.23 Modul Sensor