33
BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok
Secara garis besar diagram blok rangkaian dapat ditunjukkan pada gambar 3.1 dibawah ini:
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
MIKROKONTROLER ATMEGA8
RTC Real Time Clock
Tombol LCD
Traffic Light 1
Traffic Light 2
Traffic Light 3
Traffic Light 4
Driver LED Driver LED
Shift Register Shift Register
PSA
34
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa RTC Real Time Clock DS1307 dihubungkan ke mikrokontroler dengan sistem komunikasi dua arah 2
wire. Dalam hal ini mikrokontroler dapat difungsikan sebagai pengolah data dari data yang dikirim RTC Real Time Clock DS1307 ke mikrokontroler tersebut.
Pada dasarnya RTC Real Time Clock DS1307 tersebutlah yang mengatur waktu dari sistem traffic light tersebut yang kemudian data dari RTC Real Time Clock
DS1307 itu diteruskan ke mikrokontroler untuk diolah datanya. Dengan adanya RTC Real Time Clock DS1307 sebagai pengatur waktu
maka mikrokontroler dapat memutuskan pada pukul berapa sajakah setiap ruas jalan yang akan mendapatkan penyalaan lampu hijau paling lama, setelah
mikrokontroler memutuskan waktu pada setiap ruas jalan yang akan mendapatkan penyalaan lampu hijau paling lama maka mikrokontroler akan memerintahkan
driver LED pada traffic light untuk menjalankan prosedur penyalaan lampu traffic.
3.2 Perancangan Rangkaian Kendali Sistem
Rancangan rangkaian menggunakan komponen-komponen elektronika analog dan digital. Dalam hal ini, sebagai inti rangkaian digunakan sebuah RTC
Real Time Clock dan sebuah mikro dan beberapa komponen pendukung, misalnya IC yang digunakan untuk Driver LED, dan display. Rangkaian dapat
dibagi menjadi beberapa bagian sesuai fungsinya, yaitu:
35
3.2.1 Rangkaian Catu Daya
Adapun rangkaian catu daya yang digunakan pada alat ini adalah sebagai berikut:
Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya
Sumber tegangan pada rangkaian ini adalah dari tegangan PLN, sehingga digunakan sebuah transformator untuk menurunkan tegangan dari 220V menjadi
9V. Setelah tegangan diturunkan, tegangan tersebut kemudian disearahkan oleh sebuah dioda. Kapasitor berfungsi sebagai filter sehingga tegangan DC yang
dihasilkan dioda mempunyai ripple tegangan yang kecil. Tegangan tersbut kemudian di regulasi oleh regulator LM7805 sehingga tegangan output dari
rangkaian ini akan stabil pada 5V. Tegangan inilah yang digunakan untuk mensupply rangkaian pada alat yang dirancang.
36
3.2.2 Rangkaian Pewaktu RTC DS1307
Adapun rangkaian pewaktu yang digunakan pada alat ini adalah sebagai berikut:
Gambar 3.3 Rangkaian Pewaktu RTC DS1307
Rangkaian pewaktu yang digunakan adalah rangkaian DS1307. IC ini merupakan ic yang sering digunakan dalam pembuatan jam digital. Prinsip kerja
dari rangkaian RTC ini adalah pin Vcc dari RTC dihubungkan dengan supply sebesar 5 Vdc. Sinyal osilasi disediakan melalui kristal dengan frekuensi
32,768KHz yang dihubungkan dengan pin X1 dan X2. Keperluan untuk back-up supply yang dihubungkan untuk mempertahankan data waktu RTC disediakan
oleh baterai dengan tegangan sebesar 3 Vdc yang dihubungkan dengan pin VBat. Sedangkan untuk proses komunikasi data waktu dengan sistem keseluruhan diatur
melalui SCL dan SDA. SCL itu adalah sebagai clock untuk input ke I2C digunakan untuk mengsinkronisasikan pergerakan data dalam serial interface.
37
Bersifat open drain, oleh sebab itu membutuhkan external pull up resistor. Sedangkan SDA adalah yang berfungsi sebagai masukankeluaran untuk I2C
serial interface. Bersifat open drain, oleh sebab itu membutuhkan external pull up resistor. Pin SCL dan pin SDA dihubungkan dengan mikrokontroler yang diberi
resistor pull up sebesar 10 KΩ .
3.2.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8
Berikut adalah rangkaian mikrokontroler ATMega8 yang digunakan pada alat ini:
Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8
38
Rangkaian ini merupakan rangkaian minimum ATMega8 dengan 38ristal 16MHz. Dengan rangkaian ini mikrokontroler akan bekerja pada frekuensi kerja
16MHz. Rangkaian minimum ini adalah rangkaian dengan konfigurasi minimum yang digunakan agar mikrokontroler dapat beroperasi. Pin Reset pada
mikrokontroler terhubung ke 5V melalui sebuah resistor 10K. Pin AVCC, VCC dan Aref pada mikrokontroler langsung terhubung pada 5V.
3.2.4 Rangkaian Driver LED
Berikut merupakan rangkaian Driver LED yang digunakan pada alat ini:
Gambar 3.5 Rangkaian Driver LED
39
Rangkaian tersebut merupakan rangkaian yang digunakan untuk menyalakan LED pada traffic light. Rangkaian ini menggunakan IC 74LS595 dan
ULN2803. IC 74LS595 merupakan IC shift register yang dihubungkan pada mikrokontroler. IC tersebut akan mengubah data serial dari mikrokontroler
menjadi data paralel. Data tersebut kemudian dimanfaatkan untuk menyalakan LED melalui IC ULN2803. LED dihubungkan melalui SL2, SL3, SL4, dan SL5.
Sedangkan SL1 akan dihubungkan ke mikrokontroler.
3.2.5 Rangkaian LCD Karakter 16x2
Berikut ini merupakan rangkaian yang digunakan untuk mengoperasikan LCD karakter 16x2:
Gambar 3.6 Rangkaian LCD Karakter 16x2
40
Pada rangkaian ini digunakan trimpot yang dihubungkan pada pin 3 dari LCD. Hal ini bertujuan agar kontras pada karakter yang ditampilkan pada LCD
dapat diatur tingkat kecerahannya. Pin 5 pada LCD dihubungkan langsung pada GND shingga logika pada pin ini selalu low. Hal ini akan menyebabkan LCD
akan selalu pada mode Write, dimana LCD sifatnya akan selalu untuk menampilkan data dari mikrokontroler saja.
3.2.6 Rangkaian Tombol Tactile Switch
Adapun rangkaian tombol tactile switch yang digunakan adalah sebagai berikut:
Gambar 3.7 Rangkaian Tombol Tactile Switch
Rangkaian ini merupakan sarana input logika digital bagi mikrokontroler. Dari rangkaian dapat dilihat bahwa ketika sakelar tidak tekan, semua pin pada
SL1 akan tetap bertegangan 5V logika 1. Ketika salah satu sakelar ditekan, maka outputnya menjadi 0V berlogika 0.
41
3.3 Rancangan Perangkat Lunak Sistem 3.3.1
Flowchart Sistem
Gambar 3.8 Flowchart Sistem
42
Gambar diatas merupakan flowchart atau diagram alir sistem. Diagram tersebut menjelaskan proses alir dari start hingga selesai satu siklus kerja, hal ini
adalah aliran kerja program. Pada saat alat dinyalakan, alat pertama kali akan menginisialisasi pin - pin yang dihubungkan pada mikrokontroler. Hal ini
bertujuan agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dengan RTC sebagai penentu waktu, tombol sebagai sarana input digital, rangkaian display LCD dan rangkaian
display waktu. Setelah itu, mikrokontroler akan memeriksa slot waktu yang mana yang aktif. Slot waktu aktif didapatkan berdasarkan waktu yang diperoleh dari
rangkaian RTC. Slot waktu tersebut berguna untuk menentukan jeda waktu untuk perpindahan warna lampu pada traffic light. Ketika slot waktu yang aktif sudah
didapatkan, maka dengan demikian jeda waktu yang aktif untuk waktu tersebut pun sudah didapatkan. Setelah itu alat akan menjalankan urutan penyalaan lampu
traffic light dengan waktu jeda perpindahan warna lampu sesuai dengan data yang sudah didapatkan tadi. Kemudian program pun kembali lagi untuk memeriksa slot
waktu kembali. Demikian seterusnya alat akan beroperasi.
43
BAB 4 PENGUJIAN RANGKAIAN ALAT
Pengujian dilakukan secara masing-masing blok dan secara keseluruhan. Pengujian dapat dilakukan setelah masing-masing bagian telah terangkai dengan
baik. Berikut adalah hasil pengujian berdasarkan fungsi masing-masing bagian sistem.
4.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya
Gambar 4.1 Pengujian Pada Rangkaian Catu Daya
Pada rangkaian ini, sumber tegangan yang digunakan adalah tegangan AC dari PLN. Untuk menguji rangkaian ini, dilakukan pengukuran pada titik-titik
yang ditunjukkan pada rangkaian. Berikut merupakan hasil pengukuran tegangan yang dilakukan:
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tegangan Pada Setiap Titik Uji
Test Point Tegangan
TP1 215 V AC
TP2 10 V AC
TP3 9,5V DC
TP4 4,7 V DC