Implementasi Sistem Kontrol Pada Jemuran Otomatis

JEMURAN OTOMATIS

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada

Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer

Oleh

Dahlan Permana

102081130

Pembimbing

Dr. Ir. Yeffry Handoko Putra, M.T

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2014

vii

LEMBAR PENGESAHAN ... i

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Maksud dan Tujuan ... 2

1.3 Batasan Masalah... 2

1.4 Metodologi Penelitian ... 3

1.5 Sistematika Penulisan... 4

BAB II TEORI PENUNJANG ... 5

2.1 Sistem Kendali ... 5

2.1.1 Jenis-Jenis Sistem Kendali ... 5

2.1.1.1 Sistem Open Loop ... 5

2.1.1.2 Sistem Close Loop ... 6

2.2 Perangkat Keras ... 6

2.2.1 Mikrokontroler ... 6

2.2.2 Sistem Komunikasi Serial ... 11

2.2.3 MAX232 ... 13

2.2.4 Motor DC (Power Window)... 15

2.2.5 Roda Gigi ... 17

2.2.5.1 Torsi dan Kecepatan ... 18

viii

2.2.8 Keypad ... 24

2.2.9 Sensor SHT11 ... 25

2.2.9.1 Mengirim Command ... 28

2.2.9.2 Pengukuran Sensor ... 29

2.2.9.3 Konversi Output SHT11 ke Nilai Fisik ... 32

2.2.10 Sensor Cahaya ... 34

2.2.11 Sensor Hujan ... 35

2.2.12 Relay ... 36

2.2.13 Catu Daya ... 36

2.2.13.1 Baterai (ACCU) ... 37

2.2.13.2 Transformator ... 37

2.2.13.3 Regulator ... 38

2.3 Perangkat Lunak... 39

2.3.1 Pengenalan Basic Stamp Editor ... 39

2.3.2 Membuat Program ... 41

2.3.2.1 Directive ... 41

2.3.2.2 Menentukan Variabel ... 42

2.3.2.3 Memeriksa Sintak Program ... 42

2.3.2.4 Menjalankan Program ... 43

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 44

3.1 Diagram Blok Sistem Jemuran... 44

3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 45

3.2.1 Rangkaian Pengontrol Sistem Jemuran Otomatis ... 45

3.2.2 Rangkaian Driver Motor ... 46

3.2.3 Rangkaian Sensor SHT11 ... 46

3.2.4 Rangkaian Sensor Cahaya ... 47

3.2.5 Rangkaian Sensor Hujan ... 47

3.2.6 Rangkaian Pemanas Ruangan ... 48

ix

3.3 Peracangan Perangkat Lunak ... 51

3.3.1 Algoritma Dasar ... 51

3.3.2 Prosedur Arah Putaran Motor ... 52

3.3.3 Prosedur Pemanas Ruangan ... 54

3.3.4 Prosedur Sensor SHT11 ... 54

3.3.5 Prosedur Sensor Cahaya ... 55

3.3.6 Prosedur Sensor Hujan ... 56

3.3.7 Prosedur Keypad ... 56

3.3.8 Desain Menu pada LCD ... 58

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ... 59

4.1 Pengujian Alat ... 59

4.1.1 Cara Pengunaan Jemuran dengan Mode Otomatis dan Manual ... 59

4.1.1.1 Mode Otomatis ... 59

4.1.1.2 Mode Manual ... 60

4.1.2 Pengujian Pergerakan Motor pada Jemuran Terhadap Beban ... 63

4.1.3 Pengujian Sensor SHT11 pada Jemuran Otomatis ... 65

4.1.4 Pengujian Sensor Cahaya pada Jemuran Otomatis ... 69

4.1.5 Pengujian Sensor Hujan pada Jemuran Otomatis ... 71

4.2 Analisa Alat ... 72

4.2.1 Analisa Sensor SHT11 ... 72

4.2.2 Analisa Sensor Cahaya ... 73

4.2.3 Analisa Sensor Hujan ... 78

4.2.4 Analisa Pemanas Ruangan ... 80

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 82

5.1 Kesimpulan ... 82

5.2 Saran ... 82

x

Tabel 2.1 Diskripsi Pin BS2P40... 10

Tabel 2.2 Konfigurasi Pin dan Nama Sinyal Konektor Serial DB9 ... 13

Tabel 2.3 Logika L298 ... 23

Tabel 2.4 Command SHT11 ... 29

Tabel 2.5 Status Register SHT11 ... 31

Tabel 2.6 Koefisien Konversi Kelembaban ... 32

Tabel 2.7 Koefisien Konversi oleh Suhu ... 32

Tabel 2.8 Koefisien Konversi Suhu ... 33

Tabel 2.9 Beberapa Instruksi Dasar Basic Stamp ... 41

Tabel 3.1 Konfigurasi Keypad pada Menu Utama... 58

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pergeraka Motor pada Jemuran Tehadap Beban saat Baterai 11.8V-11.4V... 63

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Pergeraka Motor pada Jemuran Tehadap Beban saat Baterai 11.4V-10.6V... 64

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Uji Suhu dan Kelembaban SHT11 Pada Pagi Hari Tanpa Pakaian... 66

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Uji Suhu dan Kelembaban SHT11 Pada Pagi Hari Dengan Pakaian ... 66

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Uji Suhu dan Kelembaban SHT11 Pada Sore Hari Tanpa Pakaian... 68

Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Uji Suhu dan Kelembaban SHT11 Pada Sore Hari Dengan Pakaian ... 68

Tabel 4.7 Logika Kondisi Sensor Cahaya ... 70

Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Sensor Cahaya pada Jemuran ... 70

Tabel 4.9 Logika Kondisi Sensor Hujan ... 71

xi

Gambar 2.1 Sistem Open Loop ... 6

Gambar 2.2 Sistem Close Loop ... 6

Gambar 2.3 Ilustrasi Mikrokontroler ... 7

Gambar 2.4 Alokasi Pin Basic Stamp ... 10

Gambar 2.5 Pengiriman Data Serial...12

Gambar 2.6 Konektor Serial DB9 ...13

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin MAXIM232 ...14

Gambar 2.8 Motor DC (Power Window) ... 15

Gambar 2.9 Torsi ... 18

Gambar 2.10 Transmisi Hubungan Langsung Gear Motor DC ...18

Gambar 2.11 Spur Gear... 19

Gambar 2.12 Helical Gear...19

Gambar 2.13 Sproket Gear ...20

Gambar 2.14 Bevel Gear ... 20

Gambar 2.15 Rack and Pinion Gear ... 20

Gambar 2.16 Crown and Pinion Gear ... 21

Gambar 2.17 Konfigurasi Pulley Wheel Gear ... 22

Gambar 2.18 Contoh Rangkaian Untuk Sebuah Motor Menggunakan L298 ... 22

Gambar 2.19 Block Pin LCD ... 23

Gambar 2.20 Rangkaian Dasar Keypad 4x4 ... 25

Gambar 2.21 Konfigurasi Pin SHT11 ... 25

Gambar 2.22 Grafik Akurasi Suhu dan Kelembaban...26

Gambar 2.23 Sepesifikasi Interface Aplikasi Sirkuit SHT11 ...27

Gambar 2.24 Transmisi Start SHT11 ...28

Gambar 2.25 Timing Diagram Pengukuran ... 30

Gambar 2.26 Reset ... 30

Gambar 2.27 Skematik Pengukuran ...30

Gambar 2.28 Skematik Status Register ... 31

xii

Gambar 2.32 Rangkaian Dasar Sensor Hujan ... 35

Gambar 2.33 Rangkaian Relay ... 36

Gambar 2.34 Kontruksi Baterai ... 37

Gambar 2.35 Transformator ...38

Gambar 2.36 Pin-Out Regulator ... 39

Gambar 2.37 Menjalankan Basic Stamp Editor ... 39

Gambar 2.38 Tampilan Utama Basic Stamp Editor ... 40

Gambar 2.39 Icon Tipe Basic Stamp dan Compiler ... 41

Gambar 2.40 Tampilan Bagian Directive ... 42

Gambar 2.41 Hasil Pemeriksaan Sintak yang Sukses (Tokenize Sussessful) ... 42

Gambar 2.42 Download Program Sukses ... 43

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ... 44

Gambar 3.2 Modul BS2P40 ...45

Gambar 3.3 Motherboard Modul BS2P40 ... 45

Gambar 3.4 Rangkaian Driver Motor ... 46

Gambar 3.5 Rangkaian Sensor SHT11 ... 46

Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Cahaya ...47

Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Hujan ... 47

Gambar 3.8 Rangkaian Pemanas Ruangan ... 48

Gambar 3.9 Rangkaian Catu Daya 5 volt, 9 volt dan 12 volt ... 48

Gambar 3.10 Inverter DC to AC ...49

Gambar 3.11 Rancangan Awal Bangunan dari Samping ... 49

Gambar 3.12 Rancangan Awal Bangunan dari Atas ... 50

Gambar 3.13 Desain Keseluruhan Jemuran Otomatis ... 50

Gambar 3.14 Penepatan Sensor Hujan dan Sensor Cahaya ...50

Gambar 3.15 Diagram Alir Algoritma Stanby ... 51

Gambar 3.16 Diagram Alir Algoritma Jemuran Otomatis ... 52

Gambar 3.17 Diagram Alir Prosedur Motor Clockwise ... 53

Gambar 3.18 Diagram Alir Prosedur Motor Counter Clockwise ...53

xiii

Gambar 3.22 Diagram Alir Prosedur Sensor Hujan... 56

Gambar 3.23 Diagram Alir Prosedur Keypad ...57

Gambar 3.24 Perancangan Antarnuka pada LCD 2x16 ... 58

Gambar 4.1 Tampilan Awal ... 59

Gambar 4.2 Tampilan Pemilihan Mode Otomatis atau Manual ... 59

Gambar 4.3 Tampilan Proses ...60

Gambar 4.4 Tampilan Akhir ... 60

Gambar 4.5 Tampilan Awal ... 60

Gambar 4.6 Tampilan Pemilihan Mode Otomatis atau Manual ...61

Gambar 4.7 Tampilan Setting Timer pada Mode Manual ... 61

Gambar 4.8 Tampilan Input Timer ...61

Gambar 4.9 Tampilan Setting Kecepatan Motor ... 62

Gambar 4.10 Tampilan Proses pada Mode Manual ... 62

Gambar 4.11 Tampilan Akhir ... 62

Gambar 4.12 Pergerakan Motor pada Jemuran Terhadap Beban saat Kondisi Baterai 11,8V-11,4V ... 63

Gambar 4.13 Pergerakan Motor pada Jemuran Terhadap Beban saat Kondisi Baterai 11,4V-10,6V ... 64

Gambar 4.14 Sensor SHT11 ... 65

Gambar 4.15 Data Suhu dan Kelembaban pada Pagi Hari Dengan Pakaian...67

Gambar 4.16 Data Error Suhu dan Kelembaban pada Pagi Hari Dengan Pakaian... 67

Gambar 4.17 Data Suhu dan Kelembaban pada Sore Hari Dengan Pakaian... 69

Gambar 4.18 Data Error Suhu dan Kelembaban pada Sore Hari Dengan Pakaian...69

Gambar 4.19 Sensor Cahaya ... 69

Gambar 4.20 Kondisi Sensor Cahaya pada Jemuran ...71

xiv

84

[1] Albert, P, Malvino. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jilid 1, Jakarta : Salemba Teknika, 2003

[2] Endra Pitowarno. Robotika Disain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan, Yogyakarta, 2006

[3] Anonim. SHT1x/SHT7x Humidity and Temperature Sensor Datasheet,

Sensirion AG, Staefa ZH, Swiss, 2013

[4] Iswanto. Belajar Sendiri Mikrokontroler AT90S2313 dengan BASIC Compiler. Yogyakarta, 2008

[5] Christianto, Tjahyadi. Driver motor Berbasis H-Bridge, Yogyakarta, 2014 [6] Aprianto, Yuli. Membuat Rangkaian Sensor Cahaya. Diakses tanggal 21

September 2013, dari http://dataiptek.com/2013/01/membuat-rangkaian-sensor-cahaya-ldr

DATA PRIBADI

Nama : Dahlan Permana

Jenis kelamin : Laki-laki

Tempat, Tanggal Lahir : Cianjur, 14 September 1989 Kewarganegaraan : Indonesia

Status Perkawinan : Belum Menikah Tinggi, Berat Badan : 170 cm, 60 kg Kesehatan : Sangat Baik

Agama : Islam

Alamat Lengkap : KP. Cihareuday RT.02 RW.18 Ds. Margamulya kec. Pasir Jambu

Telepon : 088802387971

E-mail : dahlanpermana14@gmail.com

RIWAYAT ORANG TUA

Nama Ayah : H. Dadang Koswara

Alamat Lengkap : KP. Cihareuday RT.02 RW.18 Ds. Margamulya kec. Pasir Jambu

Telepon : 088802387971 Pekerjaan : Wirausaha

 SD MARGAMULYA 1 CIWIDEY, 2002

 SMP NEGERI 1 CIWIDEY, 2005

 SMK SWASTA ANGKASA 1 MARGAHAYU, 2008

 UNIKOM (TEKNIK KOMPUTER), 2014 - Non-formal

 Juara silat nasional Indonesia ke 3, 2006

 Juara babak kualifikasi internasioanal ke 2, 2007

 Uji kompetensi CGI untuk file server di sistem operasi linuk, 2008

 Seminar Animation , 2013

 Enter Training Center, kursus B.Inggris , 2013 KEMAMPUAN

 KemampuanTeknikKomputerdanInformatika (Maintenance, Teknisi, Networking, MS office, corel application, adobe application, web programming & design, programmer aplication)

PENGALAMAN KERJA

 Kerja praktek di DISLITBANG AU selama 2 bulan pada 2007 sebagai teknisi.

 Kerja praktek di PT. Timah (Persero) selama 2 bulan pada 2011 sebagai instalasi jaringan dan teknisi.

Bandung, 22 Agustus 2014

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat bimbingan dan dukungan dari banyak pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:

1. Ibu dan bapak yang sudah berjuang dengan sabar, baik dengan do’a maupun ikhtiar. Semoga Allah SWT memberikan kemuliaan kepada keduanya di dunia dan kelak di akhirat, amiin.

2. Kepada Ir. Ratnani penulis ucapkan banyak terimakasih atas perhatian, kasih sayang dan dukungannya selama ini. Semoga Allah SWT memberikan kemuliaan di dunia dan kelak di akhirat, amiin.

3. Bapak Dr. Ir. Yeffry Handoko Putra, M.T selaku pembimbing I, yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis.

4. John Adler, M.T selaku dosen wali yang memberi koreksi dan arahan selama menempuh pendidikan.

5. Bapak dan Ibu dosen, serta seluruh staff Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia, yang telah banyak memberikan ilmu, wawasan, motivasi, serta bimbingan dan bantuan kepada penulis.

6. Teman-teman 08-TK3, penulis ucapkan banyak terimakasih atas dukungan dan motivasi yang kalian berikan selama ini. Yang telah bersama-sama menimba ilmu dan membantu selama kuliah di Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia.

7. Adik-adik yang sudah mendukung, memberi motivasi kepada penulis. 8. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam mengerjakan

tugas akhir ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, penulis ucapkan terima kasih banyak atas bantuanya.

vi

Atas segala kebaikan yang telah diberikan semoga Allah SWT, membalas budi baik semua pihak dengan kebaikan dan pahala yang berlipat. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih memiliki kelemahan untuk itu kritik dan saran sangat diharapkan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Bandung, Agustus 2014

1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada dasarnya manusia menginginkan segala sesuatunya dengan mudah dan praktis, tidak membutuhkan tenaga yang banyak dengan biaya yang sekecil-kecilnya. Sudah menjadi sifat manusia tidak ingin direpotkan dengan hal-hal kecil seperti menjaga jemuran.

Untuk membantu menangani masalah jemuran pada umumnya. Ketika baju kehujanan saat mereka tidak ada di tempat, misalnya karena sedang kuliah maupun mengerjakan pekerjaan yang lain. Dengan demikian akan lebih membantu jika cucian mereka dapat secara otomatis terangkut ke tempat yang terlindung dari hujan.

Selain kondisi hujan yang menjadi faktor utama pada saat kondisi malam pun tidak kalah penting. Dikarenakan lupa atau sedang mempekerjakan yang lain, maka baju yang sedang di jemur dapat secara otomatis terangkut ke tempat yang sudah di sediakan.

Bila mana pakaian masih basah di karenakan hujan atau sudah malam yang tidak memungkinkan untuk menjemur kembali, ini pun menjadi hal yang merepotkan karena harus di jemur kembali pada keesokan harinya maka untuk mempermudah pekerjaan ini alat yang akan dibuat bisa mengerinkan pakaian dimana bila pakaian belum benar-benar kering.

Pada tugas akhir ini akan dirancang sebuah alat “Implementasi Sistem Kontrol Pada Jemuran Otomatis”. Yang diharapakan masalah-masalah diatas dapat ditangani dengan maksimal dan mudah dalam pekerjaannya.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud membuat jemuran secara otomatis adalah: 1. Efisiensi waktu dan tenaga dalam hal menjemur.

2. Memperbaiki keterbatasan dan kekurangan yang dimiliki jemuran pada umumnya.

3. Lebih efektif dalam penggunaan jemuran.

Tujuan membuat jemuran secara otomatis adalah:

1. Pakaian yang sedang di jemur bisa masuk sendiri ke ruangan yang telah disediakan ketika hujan dan malam.

2. Alat bisa di-setting dua fungsi dalam penggunaanya antara lain manual dan otomatis.

3. Bisa mengeringkan baju yang belum sepenuhnya kering.

1.3 Batasan Masalah

Masalah yang akan dikaji dan dibahas meliputi :

1. Mengendalikan perangkat dengan menggunakan Mikrokontroller Basic Mini System sebagai kendali.

2. Sensor hujan untuk menentukan hujan atau tidak dan sensor cahaya untuk menentukan malam atau tidak.

3. Mikrokontroler bisa mengaktifkan pemanas ruangan berdasarkan data dari sensor suhu dan kelembaban.

4. Pengerak motor pada jemuran yang disetting 3 mode yaitu pelan, sedang dan cepat.

5. Alat dapat di-setting secara manual atau otomatis. 6. Beban maksimum yang dapat di jemur.

1.4 Metodologi Penelitian

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis dalam melakukan penyusunan dan memperoleh data serta informasi menggunakan beberapa metode diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Studi Literatur

Merupakan suatu metode pengumpulan data dengan cara mencari referensi buku dan mencari berbagai komponen pendukung yang akan dipakai dalam perancangan tugas akhir ini serta mempelajari bahasa pemrograman yang akan digunakan.

2. Metode Perancangan

Merancang jemuran otomatis kemudian mendesain mekanisme dan komponen yang dibutuhkan untuk mempermudah dalam perakitan ataupun pembuatannya.

3. Metode Pembuatan

Setelah mendesain mekanisme dan komponen yang dibutuhkan kemudian proses pembuatan jemuran otomatis ini dimulai. Pada tahap persiapan alat dan bahan baku yang dibutuhkan pada proses pembuatan serta mempersiapkan alat dan mesin apa saja yang dibutuhkan dalam proses pembuatan. Kemudian setelah semuanya terkumpul, maka dimulailah proses pembuatan jemuran otomatis. 4. Metode Pengujian

Setelah tahap pembuatan komponen dan perakitan selesai, dilakukan pengujian seluruh sistem jemuran otomatis dengan tujuan untuk mengetahui apakah sesuai dengan apa yang diinginkan dan apabila masih terjadi kerusakan atau kekurangan dari jemuran otomatis yang telah dibuat ini dan apabila tidak sesuai dengan yang diharapkan, maka perlu diperbaiki dan disempurnakan kembali sehingga tujuan dari pembuatan jemuran otomatis ini dapat tercapai.

5. Metode Analisa

Merupakan tahap analisa dari hasil pengujian alat pada jemuran otomatis baik itu dari segi mekanik pengerak terhadap beban dan sensor-sensor yang digunakan.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan dalam laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

Bab I PENDAHULUAN

Bab 1 membahas mengenai latar belakang, maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan.

Bab II TEORI PENUJANG

Bab 2 membahas tentang teori-teori dasar yang berhubungan dengan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan untuk membangun jemuran otomatis. Bab III PERANCANGAN SISTEM

Bab 3 membahas tentang perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan untuk membangun jemuran otomatis.

Bab IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

Bab 4 membahas tentang pengujian cara kerja jemuran otomatis dan hasi analisa. Bab V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab 5 berisi kesimpulan dan saran yang didapat dari hasil penelitian ini dan tindak lanjut untuk penelitian tahap berikutnya.

5

TEORI PENUNJANG

Pada bab ini akan dibahas mengenai teori dan komponen penunjang yang

akan digunakan dalam perancangan “Implementasi Sistem Kontrol pada Jemuran Otomatis”.

2.1 Sistem Kendali

Sistem Kendali atau control system terdiri dari dua kata yaitu system dan control. System berasal dari Bahasa Latin (systema) dan bahasa Yunani (sustema) adalah suatu kesatuan yang terdiri dari komponen atau elemen yang dihubungkan bersama untuk mencapai suatu tujuan tertentu. Control itu memiliki arti mengatur, mengarah dan mengendalikan. Jadi system control adalah hubungan antara komponen-komponen fisik yang membentuk suatu konfigurasi sistem sehingga memberikan hasil yang diharapkan atau dapat diperaktekan secara manual maupun dalam sistem yang otomatis. Hubungan antara input dan output pada sistem menunjukkan adanya hubungan sebab akibat dari sebuah proses, yang berawal dari input sampai bisa menghasilkan output. Maksud dari sistem kendali adalah menetapkan atau mendefinisikan input dan output. Jika input dan output

telah ditentukan, maka memungkinkan untuk menetapkan atau mendefinisikan sifat dari komponen-komponen sistem tersebut.

2.1.1 Jenis-Jenis Sistem Kendali

Jenis-jenis sistem kendali terdiri dari 2 macam yaitu sistem open loop dan sistem close loop.

2.1.1.1 Sistem Open Loop

Sistem kendali open loop adalah sebuah sistem yang tidak memiliki umpan balik (feedback), sehingga bila terdapat gangguan dari dalam maupun dari luar maka sistem tidak dapat melaksanakan tugas seperti yang diharapkan. Suatu

sinyal masukan diberikan ke dalam sistem kendali dimana keluarannya bertindak sebagai sinyal penggerak dimana sinyal penggerak ini yang kemudian menghasilkan proses yang akan dikendalikan untuk menghasilkan output yang diinginkan. Proses open loop dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Sistem Open Loop

2.1.1.2 Sistem Close Loop

Sistem kendali close loop adalah sistem kontrol yang memiliki feedback, berbeda dengan sistem open loop. Pada bagian output dari sistem kontrol ini akan dikirim kembali untuk dibandingkan dengan input yang diberikan. Bila masih terdapat selisih antara output dan input, maka sistem masih memiliki error. Error

merupakan selisih antara input dan output atau sistem belum mencapai hasil yang diinginkan. Proses kerja dari sistem close loop dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Sistem Close Loop

2.2 Perangkat Keras 2.2.1 Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan rangkaian terintegrasi yang berisi komponen-komponen yang diperlukan oleh sebuah komputer seperti CPU, I/O, jalur komunikasi, memori, timer dan lain sebagainya. Mikrokontroler dapat diberi sebuah program yang bekerja sesuai dengan keinginan pengguna dan dapat dihapus dengan cara khusus.

Gambar 2.3 Ilustrasi mikrokontroler Beberapa fitur yang terdapat pada mikrokontroler adalah: 1. CPU (Central Processing Unit)

CPU adalah suatu unit pengolahan pusat yang terdiri dari 2 bagian, yaitu unit pengendali (Control Unit) dan logika (Arithmetic Logic Unit). Disamping itu, CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut dengan register. Adapaun fungsi utama dari unit pengendali ini adalah mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem dan juga dapat mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta ditampilkan pada alat output. Sedangkan unit logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmetika yang terjadi sesuai dengan instruksi program dan dapat juga melakukan keputusan dari operasi logika atau pengambilan keputusan sesuai dengan instruksi yang diberikan.

2. Bus Alamat

Bus alamat berfungsi sebagai sejumlah lintasan saluran pengalamatan. Pengalamatan ini harus ditentukan terlebih dahulu untuk menghindari terjadinya kesalahan pengiriman sebuah instruksi dan terjadinya tabrakan antara dua buah alat yang bekerja secara bersamaan.

3. Bus data

Bus data merupakan lintasan saluran keluaran masuknya data dalam suatu mikrokontroler. Umumnya saluran data yang masuk sama dengan saluran data yang keluar.

4. Bus control

Bus kontrol atau bus kendali berfungsi untuk mengintegrasi operasi mikrokontroler dengan operasi rangkaian luar.

5. Memori

Memori berfungsi untuk menyimpan data atau program. Ada beberapa jenis memori, diantaranya adalah ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access Memory) serta berdasarkan tingkatannya, memori terbagi menjadi register internal, memori utama dan memori masal. Register internal adalah memori yang terdapat didalam ALU (Arithmetic Logic Unit). Memori utama adalah memori yang ada pada suatu sistem, waktu aksesnya lebih lambat dibandingkan dengan register internal. Sedangkan memori masal dipakai untuk menyimpan daya yang berkapasitas tinggi, yang biasanya berbentuk disket, pita magnetik atau kaset.

6. RAM (Random Access Memory)

RAM adalah memori yang dapat dibaca atau ditulis. Data dalam RAM bersifat volatile, dimana isinya akan hilang begitu IC kehilangan catu daya. Karena bersifat yang demikian, RAM hanya digunakan untuk menyimpan data pada saat program bekerja.

7. ROM (Read Only Memory)

ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca, dimana isinya tidak dapat berubah apabila IC telah kehilangan catu daya. ROM dipakai untuk menyimpan program, pada saat direset maka mikrokkontroler akan langsung bekerja dengan program yang terdapat didalam ROM tersebut. Ada berbagai jenis ROM antara lain ROM murni, PROM (Programmable Read Only Memory), EPROM (Eraseble Programable Read Only Memory), yang paling banyak digunakan diantara tipe-tipe diatas adalah EPROM yang dapat deprogram ulang dan dapat juga dihapus dengan sinar ultraviolet.

8. Perangkat Input/output

Perangkat input dan output mikrokontroler adalah suatu peranti yang menghubungkan proses didalam mikrokontroler dengan dunia luar (rangkaian lain), peranti ini dibutuhkan sebagai media komunikasi dengan perangkat lain atau peubah tipe sinyal. Contoh perangkat I/O antara lain:

1. USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) merupakan adapter yang digunakan sebagai komunikasi serial sinkron

dan asinkron.

2. SPI (Serial Peripheral Interface) merupakan port komunikasi serial sinkron.

3. I2C bus (Inter-Itergrated Circuit Bus) merupakan antarmuka serial bus

yang dikembangkan oleh philihps.

4. Analog to Digital Conversion (ADC) adalah rangkaian yang digunakan untuk mengubah data analog ke data digital.

5. Digital to Analog (DAC)adalah rangkaian untuk mengubah data digital ke data analog.

6. Analog Comparator adalah rangkaian komparator tegangan, saat ini peranti ini telah terintegrasi dalam port mikrokontroler.

7. USB Converter merupakan peranti yang memungkinkan komunikasi

serial dengan karakteristik format komunikasi USB.

9. Clock

Clock atau pewaktu berfungsi memberikan referensi waktu dan sinkronisasi antar eleman.

Basic Stamp adalah suatu mikrokontroler yang dikembangkan oleh

Parallax Inc yang diprogram menggunakan bahasa pemrograman basic dan populer sekitar pada tahun 1990an. Mikrokontroler BS2P40 ini mampu menampung hingga 4000 instruksi (8x2 Kbyte EEPROM) dengan kecepata prosesor 20 MHz turbo dimana kecepatan eksekusi program hingga 12000 instruksi per detik. Program yang dibuat di-download melalui port serial dengan menggunakan converter USB to serial untuk computer yang tidak memiliki port

serial, serta membutuhkan power supply saat men-download program dengan besar tegangan yang diperlukan mikrokontroler ini untuk bekerja adalah 9-12 VDC dengan tegangan output 5 VDC.

Beberapa macam versi dari Basic Stamp yaitu Basic Stamp1, Basic Stamp2, Basic Stamp 1e, Basic Stamp 2P, Basic Stamp 2Pe dan Basic Stamp 2sx.

Gambar 2.4 Alokasi Pin Basic Stamp Diskripsi pin Basic Stamp BS2P40:

Table 2.1 Diskripsi Pin BS2P40

Pin Nama Keterangan

1 SOUT Serialout untuk pemrograman yang terkoneksi ke PC pada

port di PIN RX (DB9 PIN 2 / DB25 PIN 3)

2 SIN Serialinput untuk pemrograman yang terkoneksi ke PC pada

port di PIN TX (DB9 PIN 3 / DB25 PIN 2)

3 STN Serial data untuk pemrograman yang terkoneksi ke PC pada

port di PIN DTR (DB9 PIN 4 / DB25 PIN 20)

4 VSS Serial data untuk pemrograman yang terkoneksi ke PC pada port di PIN DTR (DB9 PIN 5 / DB25 PIN 7)

5-20 P0-P15 PIN I/O dimana logika high = 5V dan low = 0V

21-36 X0-X15 PIN I/O sekunder (Auxiliary) dimana logika high = 5V dan

low= 0V

22 & 38 RES PIN reset

23 & 39 VSS PIN ground mikrokontroler

24 & 40 VIN PIN input tegangan yang dilewatkan regulator 5V membutuhkan sumber sebesar 5,5 – 12 VDC

2.2.2 Sistem Komunikasi Serial

Port serial adalah port yang paling populer digunakan untuk keperluan

koneksi ke piranti luar. Kata “Serial”, menggambarkan prinsip kerja port ini yang memberikan data. Cara kerjanya adalah diawali dengan mengambil sebuah byte data lalu kemudian mengirimkan perdelapan bit dalam byte tersebut satu persatu dalam satu jalur data. Keuntungannya adalah bahwa port ini hanya membutuhkan satu kabel untuk mengirimkan kedelapan bit tadi (dibandingkan port paralel yang membutuhkan delapan kabel). Keuntungan lainnya adlah efisiensi dalam biaya dan tentunya ukuran kabel yang kecil. Kerugiannya yakni bahwa port serial

membutuhkan delapan kali lebih lama untuk mengirimkan data dibanding dengan proses pengiriman dengan delapan kabel.

Terdapat dua cara dalam komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data serial secara sinkron dan komunikasi data serial secara asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan bersama-sama dengan data

serial, sedangkan pada komunikasi data asinkron clock tidak dikirimkan bersama data serial, tetapi dibangkitkan secara terpisah baik pada bagian pemancar maupun pada bagian penerima. Kecepatan pengiriman data dan fase clock pada bagian pemancar dan bagian penerima harus sinkron, untuk itu diperlukan

sinkronisasi antara dua bagian tersebut. Salah satu caranya adalah dengan mengirimkan bit „start‟ dan bit „stop‟. Untuk bit „start‟ adalah data biner 0 dan untuk bit „stop‟ adalah data biner 1. Setelah pengiriman bit „start‟ maka akan diikuti oleh data yang akan dikirim , selanjutnya diakhiri dengan bit ‟stop‟. Berikut adalah contoh pengiriman karakter B2 heksa atau 10110010 biner tanpa bit paritas. Dapat terlihat pengiriman data diawali dengan bit „start‟ lalu data B2 heksa dan diakhiri dengan bit ‟stop‟ sebagai akhir dari pengiriman dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Pengiriman Data Serial

Kecepatan pengiriman data (baud rate) bervariasi, mulai dari 110, 135, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800 dan 921600 (bit/detik). Pada komunikasi data serial baut rate dari kedua bagian harus diatur pada kecepatan yang sama. Setelah itu harus ditentukan panjang datanya, apakah 6, 7 atau 8 bit, juga apakah data disertai dengan paritas genap, paritas ganjil atau tidak menggunakan paritas. Untuk menentukan baud rate dapat dilihat pada persamaan di bawah ini:

Misalkan XTAL yang digunakan adalah = 11.0592 MHz Maka:

Machine Cycle Frequency =

= 921.6 kHz

(Machine Cycle = 12)

Machine Cycle Frequency Mode 1 =

= 57.600 Hz

(Bit Counter Mode 1 = 16)

Baud rate = = 19.200 Baud rate

( 8 bit data )

Konektor port serial atau yang biasa disebut DB-9 (COM1 dan COM2) dapat dilihat pada bagian belakang komputer (CPU) memiliki kaki sejumlah 9 pin seperti pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Konektor Serial DB 9

Table 2.2 konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB9 Nama

Pin

Nama

Sinyal Direction Keterangan

1 DCD In Data Carrier Detect/Received LineSignal Detect

2 RxD In Received Data

3 TxD Out Transmite Data

4 DTR Out Data Terminal Ready

5 GND - Ground

6 DSR In Data Set Ready

7 RTS Out Request to Sent

8 CTS In Clear to Sent

9 RI In Ring Indicator

2.2.3 MAX232

Untuk dapat berhubungan dengan PC, mikrokontroler harus membutuhkan komponen tambahan baik komunikasi paralel maupun serial. Pada pembuatan tugas akhir ini yang digunakan adalah komunikasi serial. Pada mikrokontroler sendiri terdapat buffer yang dapat digunakan sebagai pendukung proses komunikasi tersebut. Pada saat ini banyak komponen yang dapat digunakan untuk pendukung proses komunikasi tersebut, salah satu contohnya adalah Maxim232.

Maxim232 berfungsi sebagai perantara antara mikrokontroler dengan port serial, karena mikrokontroler tidak dapat mengirim data begitu saja maka diperlukan Maxim232. di dalam IC terdapat charge pump yang akan membangkitkan +10 Volt dan -10 Volt dari sumber +5 Volt tunggal dalam IC DIP (Dual in-line Package) 16 pin (8 pin x 2 baris) ini terdapat 2 buah transmiter dan dua buah receiver. Jadi IC ini berfungsi sebagai perantara karena maxim232 hanya menerima data dari mikrokontroler untuk kemudian dikirim ke pc melalui DB9.

Maxim232 mempunyai 16 kaki yang terdiri untuk keperluan port serial, komunikasi mikrokontroler dengan maxim. Letak dari masing-masing port

diperlihatkan pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin MAXIM232

Adapun nama dan fungsi dari kaki-kaki pin pada Maxim232 adalah sebagai berikut:

1. VCC (pin 16) : Power Supply 2. GND (pin 15) : Ground

3. dan (pin 11 dan 12) : Pin ini terhubung dengan mikrokontroler 4. dan (pin 13 dan 14) : Pin ini terhubung dengan pin 2 dan 3

DB9

5. dan : Kapasitor 1 6. dan : Kapasitor 2

7. dan : Tegangan referensi dari Maxim232

2.2.4 Motor DC (Power Window)

Motor DC (power window) adalah suatu motor yang mengubah enegi listrik searah menjadi mekanis yang berupa tenaga pengerak torsi. Motor DC digunakan dimana control kecepatan dan kecepatan torsi diperlukan untuk memenuhi kebutuhan. Bagian DC yang paling penting adalah rotor dan stator. Bagian stator adalah badan motor, sikat-sikat dan inti kutub magnet. Bagian rotor

adalah bagian yang berputar dari suatu motor DC. Yang termasuk rotor ialah lilitan jangkar, jangkar, komutator, tali, isolator, poros, bantalan dan kipas. Jenis motor dc yang dipergunakan dapat dilihat pada gambar 2.8.

Motor power window banyak digunakan karena torsi tinggi dengan rating tegangan input yang rendah yaitu 12 VDC, dan dimensi motor yang relatif simple dilengkapi dengan internal gearbox sehingga memudahkan untuk instalasi mekanik.

Prinsip kerja motor DC power window mempunyai bagian stator yang berupa magnet permanen dan bagian yang bergerak rotor yang berupa koil atau gulungan kawat tembaga. Dimana setiap ujungnya tersambung dengan komutator ini dihubungkan dengan kutub positif (+) dan kutub negative (-) dari catu daya.

Arus listrik dari kutub positif akan masuk melalui komutator, kemudian berjalan mengikuti gulungan kawat sebelumnya, akhirnya masuk ke kutub

negative dari catur daya. Karena adanya medan elektromagnetik maka motor akan berputar.

Karena putaran rotor, arus listrik didalam kawat akan berjalan bolak-balik karena jalanya sesuai dengan medan magnet, maka rotor akan selalu berputar terus menerus selama arus listrik tetap mengalir di dalam kawat.

Untuk karakteristik pada motor DC antara lain:

1. Kutub medan. Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dynamo yang menggerakkan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan yaitu utara dan selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih electromagnet. Electromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan. 2. Dynamo. Bila arus masuk menuju dynamo, maka arus ini akan menjadi

electromagnet. Dynamo yang terbentuk silinder, dihubungkan ke as pengerak untuk mengerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dynamo

berputar dalam medan magnet yang terbentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dynamo.

3. Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaanya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dynamo.

Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dynamo dan sumber daya. Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur: tegangan dynamo (meningkatkan tegangan

dynamo yang dimana akan meningkatkan kecepatan), arus medan

(menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan).

2.2.5 Roda Gigi

Roda gigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat. Roda gigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda gigi sering digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan lebih kompak dari pada menggunakan alat transmisi yang lainnya, selain itu roda gigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat transmisi lainnya, yaitu :

1. Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar. 2. Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.

3. Kemampuan menerima beban lebih tinggi.

4. Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecil.

5. Kecepatan transmisi roda gigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar.

Roda gigi harus mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara dua poros. Di samping itu terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi. Ada pula roda gigi dengan putaran yang terputus-putus.

Dalam teori, roda gigi pada umumnya dianggap sebagai benda kaku yang hampir tidak mengalami perubahan bentuk dalam jangka waktu lama.

2.2.5.1 Torsi dan Kecepatan

Kecepatan dan torsi adalah dua parameter dasar yang menjadi ukuran bagi suatu motor. Dua hal tersebut dapat ditemui pada datasheet dari motor tersebut tetapi seringkali torsi atau kecepatan yang dihasilkan oleh motor tidak memenuhi kebutuhan untuk aktuator yang dipakai. Pada permasalahan seperti inilah peran roda gigi dibutuhkan untuk mengonversi torsi dan kecepatan agar sesuai dengan kebutuhan. Torsi merupakan perkalian dari f gaya (beban) dengan d jari-jari (panjang lengan dari poros).

Gambar 2.9 Torsi

dan merupakan parameter output dari motor sedangkan dan merupakan parameter output dari roda gigi pada poros output (biasanya yang terhubung ke roda). Hal yang perlu diperhatikan dalam desain mekaniknya adalah perhitungan kebutuhan torsi untuk menggerakkan sendi atau roda. Salah satu metoda yang paling umum ialah menggunakan sistem gear seperti tampak pada gambar di bawah.

Pada gambar 2.10, adalah jumlah gigi pada gear poros motor, ialah jumlah gigi pada poros output, ialah torsi pada poros motor dan ialah torsi pada poros output.

2.2.5.2 Jenis Roda Gigi

1. Spur Gears

Kombinasi roda gigi ini banyak dipakai karena pemasangannya yang mudah dan efisiensinya cukup tinggi. Salah satu bentuk penggunaan yang harus dihindari adalah pada beban berat karena dapat merusak geriginya. Efisiensi yang diberikan oleh kombinasi roda gigi ini berkisar 90%, tergantung datasheet komponen.

Gambar 2.11 Spur Gear 2. Helical Gears

Kombinasi roda gigi ini beroperasi seperti spur gear tetapi dengan pergerakan yang lebih lembut. Efisiensi roda gigi ini sebesar 90%, tergantung datasheet komponen.

Gambar 2.12 Helical Gear

3. Sprokel Gears

Kombinasi antara dua buah roda gigi dengan menggunakan rantai atau menggunakan belt (timing belt) dapat dianggap sebagai kombinasi antara tiga buah roda gigi. Arah putaran dari salah satu roda gigi selalu sama seperti roda gigi lainnya karena jumlah roda gigi setara dengan tiga.

Kombinasi ini bergerak seperti spur gear tetapi mempunyai efisiensi yang sangat rendah karena besarnya area kontak sehingga friksi yang terjadi meningkat, efisiensinya sebesar 80%.

Gambar 2.13 SproketGear

4. Bevel Gears

Kombinasi bevel sangat bagus digunakan untuk operasi yang membutuhkan perubahan sudut rotasi hanya saja mempunyai efisiensi yang cukup buruk, yaitu sekitar 70%.

Gambar 2.14 BevelGear

5. Rack and Pinion Gears

Kombinasi roda gigi ini banyak ditemukan dalam sistem pengemudian. Kombinasi roda gigi ini sangat bagus untuk mengubah gerak rotasi menjadi gerak translasi. Efisiensi gear ini sebesar 90%.

Gambar 2.15 Rack and PinionGear

6. Worm Gears

Efisiensi kombinasi roda gigi ini cukup rendah, yaitu sekitar 70%. Kombinasi ini mempunyai rasio yang cukup tinggi. Keuntungan lainnya

adalah tidak bisa back-driveable sehingga yang bisa memutar roda gigi (worm gear) adalah worm yang terpasang pada motor sehingga hal seperti gravitasi atau gaya lainnya tidak dapat memutar roda gigi. Keuntungan ini hampir mirip motor servo yang biasa digunakan untuk menahan beban pada robot tangan.

7. Planetary Gears

Kombinasi roda gigi ini mempunyai rasio roda gigi yang sangat tinggi (tergantung jenis produk) dan mempunyai efisiensi sekitar 80%.

8. Crown and Pinion Gears

Crown and pinion adalah roda gigi berjenis reduction gear dengan posisi poros dari pinion (roda gigi yang lebih kecil) tidak searah dengan poros

crown.

Gambar 2.16 Crown and PinionGear

9. Roda Pulley

Roda puli berbentuk seperti roda gigi tetapi tidak mempunyai gerigi dengan rongga di sisi luarnya. Fungsinya adalah untuk mentransmisikan gaya pada jarak jauh dan jika diamater antara 2 buah puli berbeda maka fungsinya sama dengan rantai roda gigi. Dua buah puli terhubung satu sama lain dengan menggunakan belt drive yang elastis. Hal ini juga didukung dengan keelastisan dari belt drive yang membuat puli dapat dihubungkan pada jarak berapapun asalkan belt drie tidak slip atau putus.

Belt-drive dapat terpasang terbalik dan dapat digunakan untuk menghubungkan puli yang mempunyai sudut rotasi yang berbeda sesuai rotasi poros. Kelemahan penggunaan puli yang harus diwaspadai adalah putusnya puli karena beban terlalu berat ataukah slip karena jarak antar puli terlalu dekat.

Gambar 2.17 Konfigurasi Pulley WheelGear

2.2.6 L298

L298 adalah dual full bridge driver yang bertegangan dan berarus tinggi yang dirancang untuk menerima logika TTL tingkat standard dan berfungsi untuk men-drive beban induktif seperti relay, solenoid, DC dan motor stepper. Pada IC ini terdapat dua input enable yang dapat mengaktifkan atau me-non aktifkan alat secara idependent berdasarkan sinyal input. Emitter dari transistor pada setiap

bridge terhubung bersama dan sambungan luar yang bersesuaian dapat digunakan untuk penghubung external sensing resistor. Input tenaga tambahan menetapkan supaya pada tegangan lebih rendah, logika tetap bekerja.

Table 2.3 logika L298

Input Output

=H C=H ; D=L Forward C=L ; D=H Reverse

C=D Fast Motor Stop

=L C=X ; D=X Free Running Motor Stop

Keterangan: L = Low , H = High, X = Don‟t care

2.2.7 LCD (Liquid Crystal Display)

Display LCD sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk menampilkan angka atau teks. JHD 162A yang gunakan adalah modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris terakhir adalah kursor).

Memori LCD terdiri dari 9.920 bir CGROM, 64 byte CGRAM dan 80x8 bit DDRAM yang diatur pengalamatannya oleh Address Counter dan akses datanya (pembacaan maupun penulisan datanya) dilakukan melalui register data.

Konfigurasi pin LCD untuk keperluan antar muka suatu komponen elektronika dengan mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen tersebut.

Gambar 2.19 Blok Pin LCD

1. Kaki 1 (GND) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (Ground). 2. Kaki 2 (VCC) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang

merupakan tegangan untuk sumber daya..

3. Kaki 3 (VEE/VLCD) : Tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada cermet. Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada tegangan 0 volt.

4. Kaki 4 (RS) : Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke Register Data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke Register Perintah, logika dari kaki ini adalah 0.

5. Kaki 5 (R/W) : Logika 1 pada kaki ini menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke

ground.

6. Kaki 6 (E) : Enable Clock LCD, kaki mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini diberikan pada saat penulisan atau membacaan data.

7. Kaki 7 – 14 (D0 – D7) : Data bus, kedelapan kaki LCD ini adalah bagian di mana aliran data sebanyak 4 bit ataupun 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data.

8. Kaki 15 (Anoda) : Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight LCD sekitar 4,5 volt (hanya terdapat untuk LCD yang memiliki backlight).

9. Kaki 16 (Katoda) : Tegangan negatif backlight LCD sebesar 0 volt (hanya terdapat pada LCD yang memiliki backlight).

2.2.8 Keypad

Keypad matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara matriks baris dikali kolom, sehingga dapat mengurangi pengunaan pin input. Sebagai contoh keypad matriks 4x4 cukup mengunakan 8 pin untuk 16 tombol.

Proses pengecekkan dari tombol yang dirangkai secara matriks adalah teknik scanning, yaitu proses pengecekan yang dilakukan dengan cara memberi umpan-data pada satu bagian dengan mengecek feedback pada bagian yang lain. Dalam hal ini, pemberian umpan data dilakukan pada bagian baris dan pengecekan feedback pada bagian kolom.

Gambar 2.20 Rangkaian Dasar Keypad 4x4

Cara kerja pada gambar 2.20, tombol yang di tekan adalah tombol

“5”.Maka B2 bernilai nol, sedangkan B1, B3, dan B4 adalah satu. Kemudian

dengan mengetahui asal data dari B2, dan feedback terdeteksi pada k2, maka

dapat disimpulkan bahwa tombol yang di tekan adalah tombol “5”.

2.2.9 Sensor SHT11.

SHT11 merupakan multi sensor untuk kelembaban dan suhu secara digital. Sensor tipe SHT11 menggunakan teknologi CMOS yang telah dipatenkan sehingga menjamin kesetabilan dan reliability yang tinggi. Dalam chip ini terdiri dari capacitive palymer sensing element untuk relative humidity sensor dan suhu sensor. Keduanya dihubungkan pada 14 bit ADC (Analog to digital convertion) dan interface serial, di dalam chip itu sendiri. Output yang dihasilkan berupa kulitas sinyal yang superior, waktu respon yang cepat, tidak sensitif terhadap

external disturbace. Sensor dapat dilihat pada gambar 2.21.

Antarmuka 2-wire serial interface dan internal voltage regulation

membuat sistem integrasi yang mudah dan cepat. Juga karena bentuknya yang kecil dan konsumsi powernya yang hemat, sensor ini merupakan pilihan yang terbaik. Sensor ini tersedia dalam tipe bentuk yaitu surface- mountable LCC (Lealess Chip Carrier) dan pluggable 4-pin single-in-line.

Sensor ini terdiri dari elemen polimer kapasitif (digunakan untuk mengukur kelembaban), sensor suhu, 14 bit ADC (Analog to Digital Converter), dan interface serial 2 kabel. Didalamnya juga terdapat memory kalibrasi yang digunakan untuk menyimpan koefisien kalibrasi hasil pengukuran sensor. Data hasil pengukuran dari SHT11 ini berupa digital logic yang diakses secara serial.

Pada gambar 2.22 di atas terlihat akurasi sensor SHT11 untuk pengukuran suhu dan kelembaban.

Akurasi pengukuran suhu tipe SHT11:

Untuk error pengukuran Untuk error pengukuran

Akurasi pengukuran kelembaban tipe SHT11:

Untuk error pengukuran Untuk error pengukuran Untuk error pengukuran

SHT11 mempunyai karakteristik antara lain range kelembaban

, ketelitian untuk range kerja 23 sedangkan untuk atau ketelitian , range suhu

. untuk SHT11 memerlukan supplay antara 2,4V – 5,5V. setiap

power-up, chip ini memerlukan 11ms untuk mencapai keadaan stabil (untuk jelasnya karakteristik dan akurasi kelembaban dan suhu dapat dilihat pada gambar 2.22), waktu respon normalnya 4s, untuk jelasnya respon waktu dilihat pada tabel 2.4.

Gambar 2.23 Sepesifikasi Interface Aplikasi Sirkuit SHT11

Serial Interface dari SHT11 dioptimalkan untuk pembacaan sensor dan konsumsi power, tidak kompatibel dengan 12C interface.

Serial Clock Input (SCK):

Digunakan untuk men-sinkronisasi komunikasi antara mikrokontroller dan SHTxx. Karena interface ini terdiri dari static logic sepenuhnya maka tidak ada batasan frekwensi minimum dari SCK.

Serial Data (DATA):

Data pin merupakan tri-state pin yang digunakan untuk transfer data in

dan data out. DATA berubah setelah transisi turun, dan valid pada transisi naik dari serial clock SCK. Selama transmisi, DATA line harus stabil selama SCK

high. Untuk menghindari adanya signal contetion, microcontroller hanya diperbolehkan men-drive DATA dengan low. Eksternal pull-up resistor (10K) diperlukan untuk memastikan logic high.

2.2.9.1 Mengirim Command

Untuk memulai transmisi dikirimkan “Transmisi Start” yang berupa men -drive low DATA line ketika SCK high, diikuti pulsa low pada SCK dan men-drive high DATA line ketika SCK masih ber-logichigh tampak pada gambar 2.24.

Gambar 2.24 Transmisi Start SHT11

Selanjutnya bagian “Command” terdiri dari 3 bit addres (yang

mendukung hanya 000) dan 5 bit “Command”. SHT11 mengindikasikan

penerimaan “Command” dengan men-drive DATA low (ACK bit) setelah transisi

low ke-8 dari clock SCK. Kontrol DATA line dilepas (sehingga menjadi high

Tabel 2.4 Command SHT11

Command Code

Reserved 0000x

Measure temperature 00011

Measure Humidity 00101

Read Status Register 00111

Write Status registerReserved 00110

Reserved 0101x-1110x

Soft reset, resets the interface, clears, clears the status register to default values wait minimum 11 ms before next command

11110

2.2.9.2 Pengukuran Sensor

Setelah mengirimkan “Command Measure”, mikrokontroller menunggu proses pengukuran selesai untuk pengukuran 8,12,14 bit. Waktu sesungguhnya bervariasi sampai ±15% kecepatan dari internal oscillator. Untuk menandakan bahwa pengukuran selesai, STH11 men-drive low DATA line. Microcontroller harus menunggu tanda ini sebelum menjalankan clock SCK lagi.

Kemudian 2 byte hasil pengukuran dan 1 byte CRC ditransmisikan,

microcontroller harus memberi signal acknowlidge untuk tiap byte dengan

men-drive DATA line low. Semua nilai output dimulai dengan MSB atau right justified, (misal: SCK ke-5 adalah MSB untuk output 12 bit; sedangkan untuk output 8 bit, byte pertama tidak digunakan). Komunikasi berhenti setelah

acknowledge bit dari CRC output. Bila CRC tidak diperlukan, maka

mikrokontroller dapat menghentikan komunikasi setelah output pengukuran LSB (dengan membiarkan anknowladge high). Chip otomatis masuk dalam mode

“sleep” setelah pengukuran dan komunikasi berakhir. Beda waktu antara pengukuran sekitar 1 detik. Bila komunikasi dengan chip hilang maka diperlukan

Gambar 2.25 Timing Diagram Pengukuran

SCK lebih dari 9 kali dengan menjaga DATA tetap high yang kemudian

diikuti dengan “Transmision Start” dan “Command”. Reset ini tidak berpengaruh pada isi statusregister dapat dilihat pada gambar 2.26.

Gambar 2.26 Reset

Gambar 2.27 Skematik Pengukuran

Status register beberapa fungsi dari SHT11 terdapat pada “Status Register”, dibawah ini akan dideskripsikan lebih lanjut.

Gambar 2.28 Skematik Status Register

Tabel 2.5 Status Register SHT11

Bit Type Description Default

7 Reserved 0

6 R End of Battery (low voltage detection)

„0‟ for Void > 2.47 „1‟ for Void < 2.47

X No defoult value bit is only updated after a

measurement

5 Reserved 0

4 Reserved 0

3 For testing only do not use 0

2 R/W Heater 0 Off

1 R/W No reload from OTP 0 Reload

0 R/W „1‟ = 8 bit RH/11 bit Temperature resolution

„1‟ = 8 bit RH/11 bit Temperature resolution

0 12 bit RH 14 bit Temp

Defoult resolusi pengukuran adalah 14 bit (suhu) dan 12 bit (RH). Resolusi ini dapat diubah menjadi 12 bit (suhu) dan 8 bit (RH) untuk kegunaan

transfer data kecepatan tinggi dan low power application.

Fungsi dari End of Battery untuk mendeteksi VDD dibawah 2,47 V. Tingkat akurasi ±0,05V. Bit ini hanya di-update bila terjadi pengukuran.

Heater dalam chip SHT11 terdapat elemen heater yang dapat dinyalakan. Heater ini bila dinyalakan akan meningkatkan suhu dari sensor

dan sesudah penggunaan Heater maka akan diketahui berfungsi tidaknya sensor tersebut. Dalam lingkungan dengan kelembaban tinggi (RH>95%), penggunaan

Heater akan menghambat terjadinya kondensasi, meningkatkan waktu respon dan tingkat akurasi. Bila SHT11 mengalami panas, pengukuran menunjukan hasil pengukuran suhu yang lebih tinggi dan RH yang lebih rendah dibanding pengukuran pada kondisi normal.

2.2.9.3 Konversi Output SHT11 ke Nilai Fisik

Sensor kelembaban tidak dipengaruhi secara signifikan oleh besarnya

voltage. Untuk kompensasi ke-tidak linear-an dari sensor kelembaban dan untuk memperoleh akurasi yang tinggi, maka untuk suhu disarankan menggunakan persamaan 2.1, sedangkan untuk suhu selain , konpensasi RH menggunakan persamaan 2.2.

……… (2.1) Tabel 2.6 Koefisien Konversi Kelembaban

12 bit -4 0.0405 -2.8 * 8 bit -4 0.548 -7.2 *

………. (2.2) Tabel 2.7 Koefisien Konversi oleh Suhu

12 bit 0.01 0.00008 8 bit 0.01 0.00128

Gambar 2.29 Konversi Output Sensor Kelembaban Terhadap RH

Sensor suhu PPAT (Proportional To Absolute temperature) merupakan sensor yang linear, konversi digital output menggunakan persamaan 2.3.

……….. (2.3)

Tabel 2.8 Koefisien Konversi Suhu

VDD

5V -40.00 -40.00 4V -39.75 -39.50 3.5V -39.66 -39.35 3V -39.60 -39.28 2.5V -39.55 -39.23

14bit 0.01 0.018 12bit 0.04 0.072

……….... (2.4) …... (2.5)

2.2.10 Sensor Cahaya

Sensor LDR ( Light Dependent Resistor ) merupakan salah satu komponen elektronika yang digunakan untuk pembuatan sensor cahaya yang pada dasarnya LDR mempunyai sifat yang sama dengan resistor, hanya saja nilai resistansi dari LDR berubah-ubah sesuai dengan tingkat intensitas cahaya yang diterimanya. LDR merupakan sensor yang berkerja apabila terkena cahaya. LDR memiliki hambatan yang sangat tinggi jika tidak terkena cahaya dan memiliki hambatan yang sangat kecil jika terkena cahaya.

Gambar 2.30 Sensor LDR Ukuran Besar dan Kecil

Sensor LDR tergolong sensor yang pasif sehingga memerlukan suatu rangkaian khusus untuk dapat dipergunakan pada suatu aplikasi tertentu seperti rangkaian pembagi tegangan mengunakan resistor. Pada rangkaian pembagi tegangan tersebut sensor LDR dipasang seperti resistor yang di gunakan untuk pembagi tegangan, dan dapat dilihat pada gambar 2.31.

Untuk Mencari nilai dengan persamaan:

……….. (2.6)

……… (2.7)

Untuk Mencari nilai resitansinya dengan persamaan:

………. (2.8)

Milsa Cara kerja gambar 2.31:

Dik: R1 = 0.50 KΩ R2 = 1 KΩ Vin = 5V Dit: Vout = Vin x R2 / (R2+R1)

Vout = 5 V x 1 KΩ / (1 KΩ + 0.50 KΩ)

Vout = 3.33 Volt (Data yang akan di proses mikrokontroler)

2.2.11 Sensor Hujan

Sensor hujan berfungsi untuk memberikan nilai masukan pada tingkat elektrolisasi air hujan dimana air hujan akan menyentuh ke panel sensor hujan, dari segi cara kerja tidak jauh dari cara kerja sensor cahaya yang memanfaatkan nilai Vout dari hasil pembagi tegangan antara kedua resistor. Hanya yang berbeda adalah Vin yang akan diatur masuknya sesuai dengan tersentuhnya panel sensor oleh air hujan. Untuk cara kerja sensor hujan sama dengan cara kerja gambar 2.31 dengan menggunakan persamaan 2.6.

2.2.12 Relay

Relay merupakan saklar elektronik yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya. Yang dimana terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

Gambar 2.33 Rangkaian Relay

1. Koil : Lilitan dari relay

2. Common : Bagian yang tersambung dengan NC 3. Kontak : Terdiri dari NC (Normally Closed) dan NO

(Normally Open) 2.2.13 Catu Daya

Catu daya memegang peranan yang sangat penting dalam hal perancangan sebuah alat. Tanpa adanya masukan daya maka perangkat tidak dapat berfungsi. Begitu juga apabila pemilihan catu daya tidak tepat, maka perangkat tidak dapat bekerja dengan baik. Penentuan sistem catu daya yang akan digunakan ditentukan oleh beberapa faktor, diantaranya :

1. Tegangan

Setiap aktuator tidak memiliki tegangan yang sama. Hal ini akan berpengaruh terhadap desain catu daya. Tegangan tertinggi dari salah satu aktuator akan menentukan nilai tegangan catu daya.

2. Arus

Arus memiliki satuan Ah (Ampere hour). Semakin besar Ah, semakin lama daya tahan baterai bila digunakan pada beban yang sama.

3. Teknologi Baterai

Baterai isi ulang ada yang dapat diisi hanya apabila benar-benar kosong dan ada pula yang dapat diisi ulang kapan saja tanpa harus menunggu baterai tersebut benar-benar kosong.

Catu daya yang akan digunakan pada perancangan alat ini adalah Baterai (ACCU), transformator dan regulator.

2.2.13.1 Baterai (ACCU)

Baterai merupakan sumber energi listrik yang digunakan dan Baterai ada dua tipe yaitu baterai kering dan baterai basah. Serta baterai terdiri dari beberapa komponen antara lain : Kotak baterai, terminal baterai, elektrolit baterai, lubang elektrolit baterai, tutup baterai dan sel baterai. Dalam satu baterai terdiri dari beberapa sel baterai, tiap sel menghasilkan tegangan 2 - 2,2 V. Baterai 6 V terdiri dari 3 sel, dan baterai 12 V mempunyai 6 sel baterai yang dirangkai secara seri. Tiap sel baterai mempunyai lubang untuk mengisi elektrolit baterai, lubang tersebut ditutup dengan tutup baterai, pada tutup terdapat lubang ventilasi yang digunakan untuk mengalirkan uap dari elektrolit baterai. Tiap sel baterai terdapat plat positif, saparator dan plat negatif, plat positip berwarna coklat gelap (dark brown) dan plat negatif berwarna abu-abu metalik (metallic gray).

Gambar 2.34 Kontruksi Baterai 2.2.13.2 Transformator

Transformator merupakan suatu peralatan listrik elektromagnetik statis yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari suatu

rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui suatu gandengan magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis, dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.

Transformator terdiri atas dua buah kumparan (primer dan sekunder) yang bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi rendah. Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi (self induction) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi bersama (mutual induction) yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan (secara magnetisasi).

Gambar 2.35 Transformator 2.2.13.3 Regulator

Regulator tegangan menyediakan output tegangan DC yang konstan dan secara terus-menerus menahan tegangan output pada nilai yang diinginkan. Regulator hanya dapat bekerja jika tegangan input ( ) lebih besar daripada tegangan output ( ). Biasanya perbedaan tegangan input dengan output yang direkomendasikan tertera pada datasheet komponen tersebut.

Gambar 2.36 Pin-out Regulator

2.3 Perangkat Lunak

2.3.1 Pengenalan Basic Stamp Editor

Basic Stamp editor adalah sebuah editor yang di buat oleh Parallax Inc

untuk menulis program, mengcompile dan mendownloadnya ke mikrokontroler keluarga Basic Stamp. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa Basic. Langkah-langkah untuk memulai menggunakan editor tersebut adalah sebagai berikut :

 Klik Start, Program, Parallax Inc, Basic Stamp Editor V 2.4

 Selain itu bisa juga mengklik icon shortcut Basic Stamp Editor di desktop

Gambar 2.37 Menjalankan Basic Stamp Editor

Setelah memulai untuk menjalankan editor tersebut, maka sekarang editor BASIC Stamp sudah jalan dan siap digunakan.Tampilan utamanya adalah sebagai berikut.

Gambar 2.38 Tampilan Utama Basic Stamp Editor Keterangan gambar 2.38:

1. Nama editor, nama folder dan nama file yang sedang dibuka atau dikerjakan

2. Menu utama editor

3. Shortcut untuk menyimpan, cut, copy, paste, print dan lain-lain 4. Nama file yang sedang dikerjakan

5. Pemilihan jenis mikrokontroler yang digunakan 6. Pemilihan versi compiler PBASIC

7. Menjalankan program (Program RUN) 8. Area utama pengetikan program

9. Status posisi kursor berada (baris-kolom) 10.List file-file yang ada di folder kerja

11.Folder utama yang digunakan untuk menyimpan file-file kerja

Perangkat lunak merupakan faktor penting dalam tahap perancangan suatu alat yang berisi algoritma gerak dan tugas perangkat dalam bentuk listing program yang ditanamkan ke dalam mikrokontroler. Program dapat bermacam-macam bentuk versi dan bahasa pemrogramannya sesuai dengan spesifikasi dari mikrokontroler yang digunakan.

Mikrokontroler basic stamp (BS2P40) menggunakan bahasa pemrograman

basic. Software yang digunakan adalah basic stamp editor. Program ini memungkinkan penggunanya memprogram basic stamp dengan bahasa basic

yang relatif ringan dibandingkan bahasa pemrograman lainnya. Berikut ini beberapa instruksi-instruksi dasar yang dapat digunakan pada mikrokontroler

basic stamp.

Tabel 2.9 Beberapa Instruksi Dasar Basic Stamp

INSTRUKSI KETERANGAN

DO…LOOP Perulangan

GOSUB Memanggil prosedur IF..THEN Percabangan

FOR …NEXT Perulangan

PAUSE Waktu tunda milidetik

IF…THEN Perbandingan

PULSOUT Pembangkit pulsa PULSIN Menerima pulsa

GOTO Loncat ke alamat memori tertentu HIGH Menset pin I/O menjadi 1

LOW Menset pin I/O menjadi 0

PWM Konversi suatu nilai digital ke keluaran analog lewat pulse width modulasi

2.3.2 Membuat Program 2.3.2.1 Directive

Directive ditulis di awal program. Bagian ini menentukan tipe prosesor yang digunakan dan versi dari kompiler PBASIC yang digunakan untuk mengkompile bahasa basic menjadi bahasa mesin. Tampilannya adalah seperti gambar berikut:

Gambar 2.40 Tampilan Bagian Directive

2.3.2.2Menentukan Variabel

Menentukan pin mikrokontroler yang digunakan serta membuat variabel. Ada beberapa ketentuan untuk mendeklarasikan variable yaitu:

1). PIN : PIN dari mikrokontroler 2). VAR : Variabel

3). CON : Konstanta

PIN yang digunakan sudah ditentukan sesuai dengan konfigurasi

hardware/mainboard yang digunakan adalah BS2P40. Selain itu dapat membuat variabel bebas yang nantinya dapat digunakan untuk keperluan perulangan atau yang lainnya.

Setelah menetukan variabel dan pin yang digunakan, selajutnya membuat program utama. Pada bagian program utama bisa melakukan dua mode program, yaitu program dengan pengetikan langsung atau program dengan pemanggilan prosedur. Program pengetikan lebih efektif jika program tidak terlalu banyak dan hanya untuk menangani kasus yang sederhana. Sedangkan untuk program yang banyak, rumit dan lebih dari satu slot, maka sebaiknya menggunakan program pemanggilan prosedur.

2.3.2.3Memeriksa Sintak Program

Memeriksa sintak program lakukan untuk memastikan semua sintak sudah benar. Untuk memeriksa sintak ini bias pilih menu Run, Cek sintak atau kombinasi tombol CTRL+T. Tampilan jika listing program yang kita buat sudah benar.

2.3.2.4Menjalankan Program

Setelah program selesai, program siap di download ke modul basic stamp. Cara untuk menjalankan program dapat memilih menu Run atau konbinasi tombol CTRL+R. Tampilan jika download program sukses.

44

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Sistem Jemuran

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai komponen-komponen apa saja yang digunakan dalam pembuatan jemuran otomatis, baik dari segi peracangan alat, perangkat keras, maupun perangkat lunak, serta alasan mengenai tipe dan jenis komponen yang digunakan. Secara garis besar peracangan sistem dapat dilihat pada diagram blok pada gambar 3.1.

Sistem Kontrol Manual dan Otomatis pada

BS2P40

Sensor Cahaya

Sensor Suhu Sensor

Hujan Motor DC

Pemanas Ruangan

Timer Driver

Motor

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Dari gambar 3.1 diatas dapat diuraikan fungsi tiap blok rangkaian sebagai berikut:

Pada blok diagram diatas dapat dijelaskan bahwa sistem kerja jemuran otomatis berbasis mikrokontroler ini terdiri atas tiga buah sensor yaitu sensor cahaya, sensor suhu dan sensor hujan dimana ketiga sensor ini akan menentukan kinerja motor dan pemanas ruangan untuk memperoleh hasil yang maksimal dalam penjemuran.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras terdiri dari pemilihan komponen-komponen mikrokontroler, sensor-sensor, catu daya, baterai sebagai sumber daya tegangan, dan perancangan desain jemuran otomatis.

3.2.1 Rangkaian Pengontrol Sistem Jemuran Otomatis

Mikrokontroler yang digunakan adalah sebuah modul BS2P40. Mikrokontroler ini memiliki jumlah pin yang banyak yaitu 40 pin. Kemudahan dalam pemograman khususnya sebagai pengendalian motor dan sensor-sensor yang akan digunakan, berikut gambar dari BS2P40 yang digunakan.

Gambar 3.2 Modul BS2P40

Untuk mempermudah penggunaan modul BS2P40 maka pertama kali ditentukan beberapa pin yang akan di gunakan untuk sensor atau alat-alat lainnya yang langsung terkoneksi dengan modul BS2P40. Berikut gambar rangkaian dari modul BS2P40 dalam menetukan pin yang akan digunakan.

3.2.2 Rangkaian Driver Motor

Rangkaian driver motor ini memiliki kemampuan mengerakan motor DC sampai arus 4A dan tegangan maksimum 26 Volt DC untuk satu kanalnya. Pin E1-2 dan E3-4 untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin input 1 sampe 4 untuk mengendalikan arah putaran. Pin Enable (E1-2 dan E3-4) diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level highnya.

Gambar 3.4 Rangkaian Driver Motor

3.2.3 Rangkaian Sensor SHT11

Sensor SHT11 ini bekerja pada tegangan input sebesar 5V, pin yang digunakan pada sensor ini ada dua pin yaitu pin SCK dan pin DATA. Pin SCK berfungsi untuk mensinkronisasikan komunikasi antara sensor dan modul BS2P40, sedangkan pin DATA befungsi untuk mentransfer data in dan out pada sensor. Dibawah ini gambar rangkaian sensor suhu dan kelembaban (SHT11).

3.2.4 Rangkaian Sensor Cahaya

Rangkaian sensor cahaya pada gambar 3.6 berfungsi untuk membaca nilai resistansi dari LDR yang berubah-ubah sesuai dengan tingkat intensitas cahaya yang diterimanya. Dan sensor cahaya ini akan bekerja pada tegangan 5V dc dan untuk perhitungannya berada pada cara kerja gambar 2.31.

Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Cahaya

3.2.5 Rangkaian Sensor Hujan

Sensor hujan ini dari segi cara kerja tidak jauh beda dengan sensor cahaya yang memangfaatkan nilai Vout dari hasil pembagian tegangan antara kedua resistor. Dan pada dasarnya sensor hujan ini berfungsi untuk memberikan nilai masukan pada tingkat elektrolisasi air hujan dimana air hujan akan menyentuh ke panel sensor hujan yang akan bekerja pada tegangan 5V dc.

3.2.6 Rangkaian Pemanas Ruangan

Pemanas ruangan ini berkerja pada tegangan input 12V dc dan 220V ac dengan menggunakan dua buah lampu pijar yang berpungsi untuk pemanas ruangan, sedangkan untuk pengontrol pemanas ruangan ini mengunakan relay 4 pin yang dimana akan aktif bila di beri kondisi high dari mikrokontroler.

Gambar 3.8 Rangkaian Pemanas Ruangan

3.2.7 Rangkaian Catu Daya

Catu daya merupakan faktor yang penting dalam perancangan jemuran otomatis ini. Karena tampa adanya sebuah catur daya maka sistem ini tidak akan mampu untuk bekerja. Catu daya ini berfungsi untuk mengaktifkan, mikrokontroler, semua sensor yang digunakan, motor dc dan liquid crystal display

sebagai indikator.

Catu daya pada mikrokontroler mengunakan sumber tegangan sebesar 5V dc sedangkan pada motor 9V-12V dc, dan untuk sensor, keypad, LCD 2x16 membutuhkan tegangan 5V dc. Dan untuk rangkaian catu daya bisa dilihat di gambar 3.8.

3.2.8 Inverter DC to AC

Gambar 3.10 Rangkaian Inverter 12V DC to 220V AC

Rangkaian diatas digunkan untuk mengaktifkan lampu pijar sebagai pemanas ruangan dan rangkaian catu daya pada gambar 3.9. Besarnya daya yang dihasilkan inverter tergantung pada besarnya daya suplay 12V misalnya accu 60Ah, 7Ah atau 5Ah.

3.2.9 Desain Jemuran Otomatis

Desain jemuran otomatis sangat berperan penting dalam tugas akhir ini, karena dalam mendesain perlu adanya perhitungan dari berbagai komponen dan jenis bahan yang digunakan dalam pembuatan jemuran otomatis ini agar memiliki kontruksi yang kuat. Kerangka jemuran ini terbuat dari kayu untuk desain sementara agar lebih mudah untuk dibuat. Untuk desain jemuran otomatis dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.12 Rancangan Awal Bangunan dari Atas

Gambar 3.13 Desain Keseluruhan Jemuran Otomatis

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan Perangkat Lunak ini merupakan hal yang paling penting dalam perancangan sistem kendali pada jemuran otomatis. Pada bagian perancangan ini yang nantinya akan dijadikan sebagai algoritma kendali dari keseluruhan sistem kerja pada jemuran otomatis. Algoritma tersebut dituliskan pada sebuah Basic Stamp Editor versi 2.4 dengan bahasa basic kemudian disimpan pada sebuah IC BS2P40, maka secara otomatis BS2P40 akan mengerjakan seluruh program.

3.3.1 Algoritma Dasar

Algoritma dasar merupakan algoritma yang mendasari algoritma system jemuran otomatis. Algoritma dasar ini yang natinya akan dikembangkan menjadi algoritma yang lebih komplek dan lebih spesifik lagi. Berikut ini merupakan diagram alir sederhana dari sistem jemuran otomatis yang dirancang.

Start

Standby

Serin = “A” ?

Serin = “B” ?

End

Otomatis

Manual

Ya

Ya Tidak

Tidak

Start

Standby

Serin = ”A” ? Setting Timer

Menjemur

Hujan ? Timer ?

Menjemur

End

SHT11 = 24C & 75 HR

? Motor berputar menarik jemuran Aktifkan pemanas ruangan Ya Tidak Ya Malam ? Tidak

Setting Speed Motor

Inisialisasi

Hujan ? Malam ?

Ya Ya Ya

Ya Tidak Tidak Tidak Tidak Tidak Ya

Gambar 3.16 Diagram Alir Algoritma Jemuran Otomatis

3.3.2 Prosedur Arah Putaran Motor

Algoritma prosedur arah putaran motor penggunaannya terbagi menjadi dua dalam memprogram mikrokontroler yaitu clockwise dan counter clockwise. Cara kerja clockwise setelah mikrokontroler memproses masukan dari keypad

serin = ‘A’ (otomatis) maka motor akan berputar searah jarum jam (clockwise),

maka motor akan berputar searah jarum jam (clockwise) dapat dilihat pada gambar 3.17.

Untuk cara kerja counter clockwise akan menunggu salah satu sensor ketika mikrokontroler menerima data dari sensor hujan atau sensor cahaya, maka motor akan bergerak berlawanan dengan arah jarum jam (counter clockwise) dan bila kedua sensor tidak mengirimkan data sedangkan waktu yang ditentukan sudah habis maka motor akan bergerak counter clockwise. Dan dapat dilihat pada gambar 3.18.

Start

Standby

Serin = “A” ?

Speed Motor

Motor Clockwise

Setting Timer

End ya

tidak

Gambar 3.17 Diagram Alir Prosedur Motor Clockwise

Start

Hujan ? tidak Malam ? tidak Timer ?

Motor Counter Clockwise

End ya

ya ya

Menjemur

tidak

3.3.3 Prosedur Pemanas Ruangan

Algoritma prosedur pemanas ruangan digunakan untuk memprogram mikrokontroler yang berfungsi untuk mengeringkan (baju keadaan lembab atau belum kering benar) pada saat kondisi motor counter clockwise dan mikrokontroler telah menerima data dari SHT11 yang sudah ditentukan maka pemanas akan aktif.

Start

Motor Couter Clockwise ?

Aktif Pemanas

End Cek SHT11

Derajat C = 24? ya

Delay 5 menit ya

ya

Tidak

ya

Gambar 3.19 Diagram Alir Prosedur Pemanas Ruangan

3.3.4 Prosedur Sensor SHT11

Algoritma prosedur sensor SHT11 digunakan dalam memprogram mikrokontroler untuk mengetahui nilai suhu dan kelembapan. Dengan adanya prosedur ini, menghasilkan nilai suhu dan kelembapan yang sesuai dengan perolehan data yang nantinya akan dianalisa. Dibawah ini adalah prosedur sensor SHT11 yang dibuat.

Mulai

Kirim Sinyal

Baca Data SHT11

Ack Bit = 0?

Tunggu Konversi SHT11

Time Out=0?

ACK Bit = 0

SHT Read Byte() Ambil Data (MSB)

ACK Bit = 1

SHT Read Byte() Ambil Data (LSB)

Konvesi Data Suhu END YA YA Tidak Tidak Mulai SHT Connection Reset SHT Measure Temp SHT Measure Humidity SHT Start

SHT Write Status

SHT Read Status

SHT Write Byte

SHT Read Byte

RETURN

Gambar 3.20 Diagram Alir Prosedur Sensor SHT11

3.3.5 Prosedur Sensor Cahaya

Algoritma prosedur sensor cahaya digunakan dalam memprogram mikrokontroler. Prosedur ini akan dimasukan kedalam pembuatan program sehingga sensor cahaya yang dipergunakan berjalan sesuai dengan keluaran yang dihasilkan. Dibawah ini algoritma prosedur sensor cahaya yang dibuat.

Mulai

RETRUN HIGH LDR

PULSOUT DATA, CLOCK

PULSIN DATA, CLOCK

LOW LDR

Gambar 3.21 Diagram Alir Prosedur Sensor Cahaya

3.3.6 Prosedur Sensor Hujan

Algoritma prosedur sensor hujan pada dasarnya tidak jauh beda dengan sensor cahaya dari segi hardware maupun software yang digunakan dalam memprogram mikrokontroler. Untuk jelasnya dibawah ini algoritma prosedur sensor hujan yang dibuat.

Mulai

RETRUN LOW SH

PULSOUT DATA, CLOCK

PULSIN DATA, CLOCK

HIGH SH

Gambar 3.22 Diagram Alir Prosedur Sensor Hujan

3.3.7 Prosedur Keypad

Algoritma prosedur kerypad ini digunakan untuk menentukan sistem secara otomatis atau manual, dimana ketika user memilih sistem secara manual maka pengaturan yang dilakukan adalah konfigurasi timer dan kecepatan motor yang dapat dilihat pada tabel 3.2.

Pada pemilihan sistem secara otomatis semua komponen akan berkerja dan yang berperan penting adalah sensor cahaya dan sensor hujan karena secara kerja tidak dibatasi oleh waktu.

Mulai

A0 = P0 =1 A1 = P1 =1 A2 = P2 =1 A3 = P3 =1 A4 = P4 =1 A5 = P5 =1 A6 = P6 =1 A7 = P7 =1

A4 = 0

A0 = 0? A1 = 0? A2 = 0? A3 = 0? A4 = 1

Data Key = 1 Data Key = 2 Data Key = 3 Data Key = A

A3 = 0? A2 = 0? A1 = 0? A0 = 0?

A5 = 0

A5 = 1

A6 = 0

Data Key = B Data Key = 6 Data Key = 5 Data Key = 4

A0 = 0? A1 = 0? A2 = 0? A3 = 0? A6 = 1

Data Key = 7 Data Key = 8 Data Key = 9 Data Key = C

A7 = 0

A3 = 0? A2 = 0? A1 = 0? A0 = 0?

A7 = 1

Data Key = D Data Key = # Data Key = 0 Data Key = *

End

T T T T

Y Y Y Y

Y Y Y Y

Y Y

Y Y

T T T T

T T

T T

T

Y Y Y Y

T

T T

Maka pada saat tidak terkena tetesan air adalah

Dari hasil pengukuran dan perhitungan diatas dapat diperoleh kesimpulan bahwa. Jika terkena tetesan air maka nilai akan kondisi high dan bila tidak terkena tetesan air maka nilai akan kondisi low.

4.2.5 Analisa Pemanas Ruangan

Pemanas ruangan ini menggunakan dua buah lampu pijar yang berpungsi untuk pemanas ruangan, sedangkan untuk pengontrol pemanas ruangan ini mengunakan driver relay. Untuk dapat mengontrol rangkaian driver relay ini mikrokontroler harus mengirimkan data sinyal pulsa “0” dan “1”. Jika

mikrokontroler memberikan data sinyal pulsa “0” maka rangkaian driver relay

(sakelar digital) berada dalam keadaan tidak aktif, tapi bila ada sinyal pulsa “1”

yang dikirimkan oleh mikrokontroler, maka rangkain driver relay (sakelar digital) akan aktif. Relay yang digunakan pada rangkaian ini memepunyai supply

tegangan sebesar 5 volt.

Untuk mendapat nilai arus , dilakukan pengukuran terlebih dahulu terhadap tahanan pada relay atau . Selanjutnya dapat dicari dengan rumus seperti dibawah ini.

Untuk arus basis pada transistor adalah sebagai berikut:

81

Keterangan : β = 100

(

dari datasheet transistor jenis NPN 2N3940 ) Dari perhitungan diatas didapatkan kesimpulan bahwa arus basis lebih besar dari arus basis saturasi

(

), maka arus akan membuat transistor ada dalam keadaan saturasi sehingga arus akan megalir menuju relay

yang akan menyebabkan switch tertutup dan lampu akan terhubung dengan tegangan.

82

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah melakukan penelitian dan pengujian pada alat yang di buat untuk tugas akhir ini, maka dapat diambil beberapa kesimpulan dari hasil pengujian dan penelitian tersebut, diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Saat motor belum diberi beban kecepatan motor slow = 0.219 m/s dengan waktu 9.13 detik, medium = 0.243 m/s dengan waktu 8.23 detik,

fast = 0.278 m/s dengan waktu 7.18 detik pada kondisi baterai 11.8V-11.4V sedangkan pada saat kondisi baterai 11.4V-10.6V kecepatan motor slow = 0.178 m/s dengan waktu 11.26 detik, medium = 0.193 m/s dengan waktu 10.34 detik, fast = 0.214 m/s dengan waktu 9.33 detik. Maka dengan seiringnya di tambah beban waktu dan kecepatan pun akan berkurang.

2. Jemuran otomatis sudah dapat dipergunakan dengan dua mode yaitu otomatis dan manual.

3. Jemuran otomatis ini dapat memasukan pakaian ke tempat yang sudah disediakan bila terjadi hujan atau malam.

4. Dan berat maksimum yang dapat di jemur adalah 9 kg.

5.2. Saran

Alat yang dibuat dalam tugas akhir ini masih terdapat kekurangannya untuk itu, penulis akan memberikan saran bagi yang akan mengembangkan tugas akhir ini. Adapun saran dari penulis adalah sebagai berikut :

1. Perlu dikembangkan dalam hal pengontrolan kendali pada motor power window yang dimana ketika baterai yang digunakan sebagai sumber utama mulai berkurang level tegangannya, maka akan mempengaruhi terhadap kecepatan putaran motor, untuk itu kedepannya perlu

83

ditambahkan kontrol PID (Proportional Integral Derivative) agar putaran motor tetap stabil.

2. Dan perlu diperbaiki kembali dari segi pemanas ruangan yang dimana sekarang megunakan 2 lampu pijar sebagai pemanas ruangan yang mengakibatkan tidak maksimalnya dalam mengeringkan pakaian.