Proses Kerja Alat Perancangan Desain Interface Perancangan Desain Alat

16

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

Dalam bab III ini akan dibahas mengenai perancangan hardware dan perancangan software Program . Pembahasan meliputi: a Proses Kerja dari sistem monitoring pada pembangkit Listrik alternatif. b Perancangan Perangkat Keras. c Perancangan Perangkat Lunak. d Perancangan Desain Alat dan Visual Basic .

3.1 Proses Kerja Alat

Gambar 3.1 Konsep perancangan alat Monitoring Pembangkit Energi Alternatif dirancang untuk memonitor tegangan dan arus yang dihasilkan dari alat Pembangkit Energi Alternatif. Proses awal sistem dimulai dari memasangkan alat dengan beban yang akan di monitoring . Setelah memasang alat pengguna akan mengontrol alat melalui PC yang didalamnya terdapat Program Visual Basic sebagai interfacenya. Melalui interface tersebut maka dapat memilih bagian mana yang akan dimonitor dengan menekan tombol “arus” atau “tegangan”, Setelah itu perintah tersebut akan dikirim ke mikrokontroler Atmega 8535 dengan menggunakan perantara PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI RS232. Mikrokontroler Atmega 8535 akan mengirim karakter yang merupakan hasil pembacaan dari sensor tegangan dan modul sensor arus ke Visual Basic untuk diolah dan ditampilkan dalam bentuk tabel.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Dalam Perancagan perangkat keras terdapat beberapa bagian utama yaitu: a Perancangan Minimum Sistem ATMega 8535 dan Regulator 7805. b Rangkaian modul sensor arus. c Rangkaian pembagi tegangan. d Perancangan rangkaian RS232.

3.2.1 Perancangan Minimum Sistem ATmega 8535

Gambar 3.2 Minimum sistem ATMega 8535 Gambar 3.1 merupakan perancangan minimum sistem dengan IC mikrokontroler ATMega 8535 sebagai komponen utama. Pada minimum sistem ditambahkan rangkaian osilator. Nilai kapasitor C1 dan C2 sesuai dengan datasheet ATMega 8535 yang berfungsi untuk mengoptimalkan clock yang dihasilkan dari crystal 11,0592 MHz. Nilai kapasitor C3 dan R1 sesuai dengan datasheet . Kapasitor C3, resistor R1 serta push button merupakan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI bagian dari rangkaian reset. LCD akan menampilkan data dari salah satu input masukan dari sensor alat pengisian baterai otomatis. Gambar3.3 Rangkaian Osilator Perancangan rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler dapat diulang dari awal. Saat tombol reset ditekan maka mikrokontroler mendapat input logika rendah, sehingga akan me- reset seluruh proses yang sedang dilakukan mikrokontroler. Gambar 3.4 Rangkaian Reset ATmega 8535. Pada gambar 3.3 terdapat resistor yang memiliki resistansi sebesar 4,7 KΩ yang difungsikan sebagai pull-up . Resistor pull-up eksternal dapat digunakan untuk menjaga agar Pada RESET tidak berlogika 0 secara tidak disengaja. Kapasitor 10uF digunakan untuk menghilangkan noise yang disusun seri dengan resistor. Rangkaian reset minimum system ATMega8535 merupakan gabungan dari rangkaian push-button dan low-pass filter. Nilai kapasitor dan resistor sesuai dengan datasheet .

3.2.2 Rangkaian Modul Sensor Arus

Gambar 3.5 Rangkaian Modul Sensor Arus [9] Penggunaan sensor arus pada alat ini adalah sebagai sarana pembaca arus. Dengan memanfaatkan chip acs 712-30A. Diperlukan supplai tegangan sebesar 5V agar dapat bekerja dengan baik, sensor ini memiliki kepekaan 66mVA artinya setiap perubahan 1 ampere keluaran tegangan dari modul berubah 66mV. Pemilihan komponen pada rangkaian telah sesuai dengan datasheet .

3.2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan

Gambar 3.6 Rangkaian Pembagi Tegangan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Rangkaian pembagi tegangan digunakan sebagai sensor tegangan hal ini perlu dilakukan karena tegangan baterai yang akan diukur memiliki tegangan lebih dari 5v, sedangkan spesifikasi dari mikrokontroler hanya mampu menerima tegangan maksimal 5v. Persamaan yang digunakan untuk mencari Vo : 3.1 Dari persamaan diatas maka kita dapat mencari Vout yang diinginkan dengan cara memasukan nilai Resistor. Dengan memisalkan Nilai R2 = 10 KΩ, nilai dari Vout yang diinginkan sudah diketahui yaitu maksimal sebesar 5V dan nilai dari Vin sebesar 7,4V maka berdasarkan persamaan diatas didapat nilai R1 = 11KΩ.

3.2.4 Rangkaian RS232

Gambar 3.7 Rangkaian RS232 dengan Mikrokontroler Rangkaian RS232 digunakan sebagai perantara komunikasi PC dan Mikrokontroler. Dengan menggunakan chip tersebut, maka dapat terjadi proses komunikasi dan pengiriman data dari mikrokontroler ke PC ataupun sebaliknya. Nilai kapasitor pada rangkaian adalah 1uf, hal ini dikarenakan sesuai dengan nilai yang tertera pada datasheet [10].

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Rancangan perangkat lunak ini dibuat dalam bentuk flowchart atau diagram alir untuk mempermudah dalam pembuatan Listing Progra m . Perancangan Program dibagi menjadi dua Program utama yaitu Program utama pada mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengolah data masuk dari sensor tegangan dan modul sensor arus yang merupakan keluaran dari alat pengisi baterai otomatis menuju ke PC yang nantinya akan diolah lagi PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI oleh Visual Basic . Program mikrokontroler menggunakan bahasa C, yang kemudian akan di compile secara otomatis ke dalam bentuk file berformat .hex untuk dimasukan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535. Lalu Program utama yang kedua yaitu Visual Basic yang berfungsi sebagai user interface serta menampilkan grafik. Listing Program yang akan dibuat : a Program pada Mikrokontroler b Program pada Visual Basic c Meminta data dari salah satu sensor yang dipilih melalui Visual Basic .

3.3.1 Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler

Gambar 3.8 Diagram Alir pada Mikrokontroler Pada mikrokontroler digunakan sebagai proses pengaturan pengolahan data sensor. Pada mikrokontroler ini terjadi proses pengolahan data dari modul sensor arus dan sensor tegangan kemudian setelah data tersebut diolah maka akan dikirim menuju laptop untuk ditampilkan pada aplikasi interface berbasis PC Personal Computer yaitu Visual Basic menggunakan komunikasi serial. Proses awal adalah inisialiasai ATMega8535, modul PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI sensor arus dan sensor tegangan , proses selanjutnya adalah pemilihan data yang akan ditampilkan, data yang ditampilkan ini merupakan perintah dari PC untuk me monitoring tegangan atau arus, perintah tersebut akan diterima oleh mikrokontroler karena menggunakan komunikasi dua arah antara mikrokontroler dengan PC, jika tidak ada data masuk maka sistem kembali keatas untuk melakukan inisialisasi, namun jika ada data yang masuk maka mikro akan mendeteksi sensor satu-persatu apakah ada sensor yang terdeteksi jika tidak maka proses akan kembali untuk proses inisialisasi, setelah itu adalah pengecekan 2 sensor yaitu modul sensor arus dan sensor tegangan dilakukan dengan proses subrutin sensor,didalam subrutin terjadi proses pembacaan data setelah pengecekan dan pembacaan adalah pengiriman paket data. Setelah pengiriman paket data adalah proses pengambilan keputusan tentang adanya proses pengolahan atau tidak, jika ‘tidak’ maka proses selesai, tetapi jika ‘ya’ maka proses akan kembali ke proses adanya data yang masuk atau tidak, kondisi pengolahan ini adalah pengulangan pada mikrokontroler saat ada atau tidak data yang masuk tadi, atau ada tidaknya client yang akan melakukan monitoring . Diagram alir monitoring pembangkit energy alternatif pada mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 3.8.

3.3.1.1 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman

Gambar 3.9 Diagram Alir Subrutin Waktu Pengiriman Pada subrutin ini mikrokontroler hanya meneruskan data yang dikirim ke mikrokontroler dari Visual Basic . Pada bagian ini data yang dimaksud adalah waktu dalam PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI satuan menit, yang berfungsi untuk mengatur jeda pengiriman setiap saat yang harus dilakukan oleh mikrokontroler.

3.3.1.2 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus

Gambar 3.10 Diagram Alir Subrutin Modul Sensor Arus Pada Modul Sensor Arus hanya terjadi proses pembacaan dari objek yang akan diukur arusnya yang kemudian hasil pembacaan akan diolah pada mikrokontroler. Setelah data selesai diolah maka mikrokontroler akan mengirim paket data yang berisi hasil pembacaan dari modul sensor arus. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.3.1.3 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan

Gambar 3.11 Diagram Alir Subrutin Sensor Tegangan Pada Sensor tegangan hanya terjadi proses pembacaan dari objek yang akan diukur arusnya yang kemudian hasil pembacaan akan diolah pada mikrokontroler. Setelah data selesai diolah maka mikrokontroler akan mengirim paket data yang berisi hasil pembacaan dari sensor tegangan.

3.3.2 Format Paket Data

Pada perancangan Database setiap paket daya yang diterima akan disimpan pada Database . Paket data yang diterima mempunyai dua buah data yang terdiri dari data pada sensor arus dan sensor tegangan. Paket data yang diterima kemudian disimpan dalam satu baris excel. Jumlah baris pada satu excel adalah 1.048.576 baris. Pengiriman paket data pada terminal dapat diatur minimal 2 menit dan maksimal 10 menit. Pengaturan pada jumlah paket data dalam satu excel aalah dengan mengasumsikan paket data dikirim pada waktu minimal yaitu setiap 2 menit, maka dalam waktu satu hari atau 24 jam, paket data yang akan disimpan sejumlah 720 paket data. Berdasarkan hal tersebut dengan mengasumsikan satu bulan 31 hari, maka: Satu hari = 24jam = 1440 menit. Interval satu paket data = 2 menit. Jumlah paket data dalam satu hari = 1440 2 = 720 paket data. Satu bulan = 31 hari. Jumlah paket data dalam satu bulan 720 x 31 = 22320 paket data. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 3.1 Rancangan format Database . Tanggal Jam Arus A Tegangan V 07 07 2016 0:02 0,1 0.39 07 07 2016 0:04 0,1 0.40 07 07 2016 0:06 0,1 0.41

3.3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Visual Basic Gambar 3.12 Diagram Alir GUI pada Visual Basic . Pada diagram alir GUI pada Visual Basic terdapat huruf “Y” yang berarti Yes dan “N” yang berarti No . Langkah pertama yang dilakukan adalah menghubungkan port mikrokontroler ATmega 8535 dengan Visual Basic harus sesuai. Apabila sudah sesuai maka akan tertampil tanggal dan jam sesuai dengan P ersonal Computer PC.Saat client mengatur waktu pengiriman maka hal ini akan mempengaruhi lama waktu jeda pengiriman data dari mikrokontroler ke PC. Saat client memilih arus maka data yang ditampilkan hanya arus saja, apabila client memilih arus dan tegangan maka data yang ditampilkan arus dan tegangan.Saat client memilih grafik maka akan ditampilkan grafik dari hasil pengukuran. Saat client memilih Database maka Database pada Microsoft excel akan tertampil pada layar.

3.3.3.1 Subrutin Waktu Pengiriman Pada

Visual Basic Gambar 3.13 Sub Rutin Setting Waktu pada Visual Basic . Pada diagram alir ini, text.text merupakan data waktu yang terdiri dari karakter, yang nantinya akan dikirimkan ke mikrokontroler ATMega 8535 terlebih dahulu. Data yang dikirimkan berupa dalam satuan menit. Memiliki batasan minimal 2 menit dan batasan maksimal 10 menit. Apabila karakter yang dimasukan kurang dari 2 menit atau lebih dari 10 menit maka akan tertampil msg.box batasan minimal ataupun batasan maksimal.

3.3.3.2 Sub Rutin Ambil Data Sensor Arus

Gambar 3.14 Diagram Alir Sub Rutin Ambil Data Sensor Arus Pada diagram alir ini, terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic ke mikrokontroler ATMega 8535. Setelah terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic maka mikrokontroler akan mengirim data yang diminta untuk di tampilkan pada GUI Visual Basic . PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.3.3.3 Sub Rutin Ambil Data Sensor Tegangan

Gambar 3.15 Diagram Alir Sub Rutin Ambil Data Sensor Tegangan Pada diagram alir ini, terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic ke mikrokontroler ATMega 8535. Setelah terjadi proses pengiriman karakter dari Visual Basic maka mikrokontroler akan mengirim data yang diminta untuk di tampilkan pada GUI Visual Basic . PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.4 Perancangan Desain Interface

Visual Basic Gambar 3.16 Interface Visual Basic

3.5 Perancangan Desain Alat

Gambar 3.17 Desain alat tampak atas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 3.18 Desain alat tampak depan Gambar 3.19 Desain alat tampak samPadag kanan Gambar 3.20 Desain alat bagian belakang PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31

BAB IV Pembahasan Dan Analisis

Pada bab ini berisi pembahasan alat yang telah dibuat, yang meliputi hasil pengamatan dari percobaan. Hasil pengamatan yang akan dibahas terdiri dari atas data yang diterima dari tegangan dan arus yang dikirim melalui komunikasi serial, data yang ditampilkan pada grafik Visual Basic dan data pada Database . Hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh untuk memperlihatkan bahwa hardware ataupun software yang dirancang telah berjalan dengan baik atau tidak. Berdasarkan data – data tersebut maka dapat dilakukan analisis terhadap fungsi kerja dari alat tersebut yang kemudian dapat digunakan untuk menarik kesimpulan akhir.

4.1 Bentuk Fisik Alat

Pada bagian ini, dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian komponen dan case. Bentuk fisik dari case dirancang untuk melindungi komponen-komponen yang ada di dalamnya sehingga dapat disusun secara rapi. Gambar 4.1 Bentuk Alat Desain bentuk fisik sistem disesuaikan dengan banyaknya komponen yang ada didalamnya, serta memudahkan dalam pemindahan alat. Pada bentuk fisik terdapat dua buah tombol yaitu tombol OnOff dan sebuah tombol reset, terdapat pula beberapa buah lubang yang terdiri dari lubang untuk sensor arus, sensor tegangan, port serial dan ground. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI