LM 35 ATMEGA
8
ATMEGA 8
USB TTL
PC Data Receiver
ASK Demodulator
Data Transmitter
ASK Modulator
Indikator Alarm Buzzer Led
Jika Suhu Ekstrim
BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
Dalam penulisan skripsi ini penulis mengumpulkan informasi yang dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Mengumpulkan data suhu dari BMKG Badan Meteorologi, Klimatologi dan
Geofisika selama beberapa tahun untuk dianalisa dan ditentukan nilai suhu ekstrimnya.
2. Melakukan studi kepustakaan dengan cara mencari buku-buku dan
mengumpulkan informasi yang berkaitan dengan perancangan alat ini. 3.
Melakukan konsultasi dan bimbingan dari dosen pembimbing serta sumber – sumber lain yang dapat dijadikan sebagai acuan dan perbandingan dalam
merancang alat ini. 4.
Mengumpulkan data – data dan informasi yang diperlukan dalam pembuatan alat ini dengan menggunakan fasilitas internet.
3.1. Diagram Blok
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Diagram blok di atas merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi untuk manampilkan hasil pengukuran suhu udara dan memberikan
peringatan dalam bentuk alarm jika terjadi suhu ekstrim. Gambar 3.1 di atas merupakan rangkaian dasar yang yang terdiri dari beberapa bagian utama,
antara lain : 1.
LM 35 sebagai sensor suhu 2.
ATMega8 sebagai mikrokontroler 3.
ASK Amplitude Shift Keying sebagai sistem pengiriman dan penerimaan data
4. USB TTL sebagai koneksi ke rangkaian motherboardPC USB
5. PC
6. Alarm dan Led sebagai alat peringatan jika terjadi suhu ekstrim
3.2. Perancangan Sistem
Rancangan rangkaian terdiri dari beberapa komponen elektronik misalnya : mikrokontroler, sensor LM35, lampu LED, buzzer ,dll.
Komponen – komponen tersebut memberikan fungsi yang berbeda – beda.
Dalam rancangan ini, prinsip kerja masing-masing komponen dapat dijabarkan sebagai berikut :
3.2.1. Rangkaian
Power Supply
Gambar 3.2. Rangkaian Skematik
Power Supply
5 Volt
Power supply
keluaran 5 Volt berfungsi untuk mencatu keseluruhan sistem mikrokontroler, sensor LM35, dan
buzzer
.
Power supply
keluaran 5 Volt ini dibentuk oleh IC
regulator
7805 kapasitor
220uF25V dan 10uF5V
.
Dalam sistem alat ukur, rangkaian power supply dipakai pada sistem pengiriman data, dihubungkan pada kaki
7 dan kaki 1 mikrokontroler.
3.2.2. Sensor LM35
Dalam rangkaian, sensor suhu LM35 membaca suhu udara dengan mengubah suhu udara besaran fisis menjadi besaran
elektris agar dapat diproses dalam mikrokontroler sehingga nilai suhu udara dapat diketahui. Sensor ini mengirimkan data suhu udara
secara periodik ke mikrokontroler. Dalam sistem alat ukur, sensor dipakai pada sistem pengiriman data, dihubungkan pada pin 23
mikrokontroler.
Gambar 3.3. Rangkaian Skematik Sensor LM35
3.2.3. Mikrokontroler
Mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali utama sistem. Mikrokontroler merupakan suatu komponen kontrol yang dapat
diprogram ulang. Pada rangkaian ini, mikrokontroler menerima data suhu dari sensor kemudian mengatur pengiriman data ke PC melalui
rangkaian sistem telemetri berupa ASK Module Amplitude Shift Keying dan mengendalikan buzzer. Tipe mikrokontroler dalam
rancangan ini adalah tipe AVR yaitu ATmega8. Mikrokontroler tersebut diprogram dengan bahasa tingkat tinggi yaitu bahasa C. IC
ATmega8 memiliki 3 buah
port
IO termasuk 1
port
analog yaitu
port
B,
port
C,
port
D. Rancangan ini menggunakan CV AVR 2.0.4.9.
Gambar 3.4. Rangkaian Skematik Sistem Minimum ATMega8
3.2.4. Rangkaian Buzzer
Dalam rancangan ini
buzzer
berfungsi sebagai pemberi indikator yaitu berupa suara.
Buzzer
akan berbunyi jika sensor mendeteksi suhu di bawah 22,2
C dan suhu di atas 35,4 .
Buzzer
merupakan rangkaian pembangkit frekuensi sehingga
buzzer
memiliki gelombang suara yang dapat didengar oleh manusia. Berikut gambar
rangkaian skematis
Buzzer
ditunjukkan pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Rangkaian Buzzer dan Led
Gambar diatas merupakan rangkaian
driver buzzer
. Rangkaian ini menggunakan BD 139 sebagai
switch
yang akan dikendalikan
oleh PD.4 pada mikrokontroler. Salah satu kaki pada
buzzer
dihubungkan ke tegangan Vcc 12Volt, sedangkan kaki lainnya dihubungkan ke kaki
Basis
pada BD 139. Maka ketika PD.4 berlogika 1
high
, transistor akan
ON
yang mengakibatkan
buzzer
akan berbunyi. Sebaliknya jika PD.4 berlogika 0
low,
transistor akan
OFF
sehingga
buzzer
tidak berbunyi. Dalam sistem alat ukur, rangkaian buzzer tidak memakai resistor sebagai penahan arus yang
keluar dari ATMega8 ke transistor BD 139 dikarenakan arus yang diberikan ATMega8 sudah cukup kecil mencapai mili ampere dan
pada sistem pengiriman data ini dihubungkan pada kaki 6 mikrokontroler.
3.2.5. Rangkaian Pengiriman Data dari Mikrokontroler ke PC
Dalam sistem alat ukur, rangkaian pengiriman data dari mikrokontroler ke PC dipakai pada sistem penerimaan data,
dihubungkan pada kaki 3 mikrokontroler. Data dikirim dari mikrokontroler ke PC melalui port USB TTL, seperti pada gambar
3.6.
PD3 PD4
PD5 PD6
PD7 PD0
PD1 PD2
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11
12
13 14
Vcc Ground
PB6 PB7
Reset
PB0
ATMega8
Data + +5V
Data -
U SB
-T TL
1 2
3
USB
PC
Gambar 3.6. Rangkaian Pengiriman Data dari Mikrokontroler ke PC
3.2.6. Rangkaian Telemetri
Untuk mengirimkan data digunakan modem yang akan mengubah sinyal dari digital ke analog yaitu Modulator FSK. Untuk rangkaian
tambahan pada modulator ini hanya perlu ditambahkan antena agar jarak jangkau dapat mencapai maxsimum. Jenis dari modulator ini
adalah TX-FST3 yang maxsimum jangkauan 50 ~ 100 m dengan kondisi medan tertentutidak terhalang benda yang sudah dilengkapi
dengan pemancar TX. Demodulator digunakan untuk menerima data dari pengirim yang
berbentuk analog dan merubahnya kembali ke dalam bentuk digital, sama seperti halnya modulator FSK-3 diatas demodulator ini hanya
sebatas menerima data dari pengirim dengan frekuensi 355 MHz. Demodulator ini dipakai sebagai interface antara sinyal yang
dikirimkan oleh mikrokontroler dan USB TTL, seperti gambar 3.7.
PD3 PD4
PD5 PD6
PD7 PD0
PD1 PD2
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
Vcc Ground
PB6 PB7
Reset
PB0
ATMega8
28 27
26 25
24 23
22 21
20 19
18 17
16 15
PB1 PB2
PB3 PB4
PB5 AVCC
AREF Ground
PC0 PC1
PC2 PC3
PC4 PC5
1 Modul penerima
ASK Serial
interface CZS-3
433 MHZ Antena
+ 5V 2
3 PD3
PD4 PD5
PD6 PD7
PD0 PD1
PD2 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11
12 13
14 Vcc
Ground PB6
PB7 Reset
PB0
ATMega8
28 27
26 25
24 23
22 21
20 19
18 17
16 15
PB1 PB2
PB3 PB4
PB5 AVCC
AREF Ground
PC0 PC1
PC2 PC3
PC4 PC5
1 Serial interface
Modul pemancar ASK
FST-3 433 MHZ
2 3
Antena + 5V
Gambar 3.7. Rangkaian Sistem TelemetriAntena
3.2.7. Rangkaian Pengiriman Data
Rangkaian Sistem Pengiriman Data Suhu Ekstrim Secara Keseluruhan, seperti pada gambar 3.8.
Gambar 3.7. Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan
3.8. Rangkaian Sistem Pengiriman Data Suhu Ekstrim Secara Telemetri
3.2.8. Rangkaian Penerimaan Data
Data dari sistem pengiriman diterima rangkaian penerimaan data melalui modul penerimaantena kemudian masuk ke mikrokontroler
dan diteruskan USB TTL ke PC. Rangkaian Sistem Penerimaan Data Suhu Ekstrim Secara Keseluruhan, seperti pada gambar 3.9.
Gambar 3.9. Rangkaian Sistem Penerima Data Suhu Ekstrim Secara Telemetri
3.3. Diagram Alir Rangkaian
