Gambaran Umum Data Percobaan Saran

BAB III PERANCANGAN ALAT

3.1 Gambaran Umum

Pada tugas akhir ini akan dirancang sebuah prototype alat pengukur kecepataan putaran roda dengan menggunakan Arduino nano. Keluaran dari prototipe berupa tampilan karakter pada LCD. Blok diagram alat yang dirancang dapat dilihat pada Gambar 3.1. POWER SUPPLAY PEMANCAR RECEIVER SENSOR PEMBANDING ARDUINO LCD Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Penjelasan blok sistem adalah sebagai berikut :  Sensor photodioda merupakan input yang akan membaca kecepatan putaran roda dari beberapa sampel Universitas Sumatera Utara  Nilai kecepatan ptaran roda RPM keluaran akan diolah oleh Arduino melalui pin Analog untuk didapatkan nilai kecepatan yang sesuai.  Arduino akan mengirimkan data untuk ditampilkan di LCD  Baterai 9V digunakan untuk menyuplai keseluruhan sistem. Mulanya baterai 9V masuk ke Arduino.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Pada perancangan perangkat keras, hal yang dilakukan dengan mengintegrasikan modul perangkat-perangkat dengan Arduino sebagai pemroses data. Gambar 3.2 menunjukkan rangkaian keseluruhan prototipe alat yang akan dirancang. Gambar 3.2. Rangkaian Keseluruhan Universitas Sumatera Utara

3.2.1 Rangkaian Sensor TCRT 5000

Pada perancangan ini, rangkaian sensor TCRT 5000 dikoneksikan dengan Arduino sebagai pusat kontrol melalui pin Analog. Gambar 3.3. Rangkaian Sensor TCRT 5000

3.2.2 Rangkaian LCD

Modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks yang kita tuliskan ke modul LCD akan disimpan didalam memory ini, dan modul LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke modul LCD itu sendiri. Gambar 3.4 Peta Memory LCD character 2x16 Pada peta memori diatas, daerah yang berwarna biru 00 sd 0F dan 40 sd 4F adalah display yang tampak. Jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris Universitas Sumatera Utara dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar. Dengan demikian dapat dilihat karakter pertama yang berada pada posisi baris pertama menempati alamat 00h dan karakter kedua yang berada pada posisi baris kedua menempati alamat 40h. Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h dengan demikian untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada memory harus ditambahkan dengan 80h. Sebagai contoh, jika kita ingin menampilkan huruf “A” pada baris kedua pada posisi kolom ke sepuluh, maka sesuai dengan peta memory, posisi karakter pada kolom 10 dari baris kedua mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum kita menampilkan huruf “A” pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h + 4Ah = 0Cah. Sehingga dengan mengirim perintah 0Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan kolom ke 10.

3.2.3 LED

Lampu LED adalah dioda pemancar cahaya LED produk yang dirakit menjadi lampu atau lampu untuk digunakan dalam perlengkapan pencahayaan. lampu LED memiliki umur dan efisiensi listrik yang beberapa kali lebih lama dari lampu pijar, dan secara signifikan lebih efisien daripada kebanyakan lampu neon, dengan beberapa chip mampu memancarkan lebih dari 300 lumen per watt seperti yang diklaim oleh Cree dan beberapa produsen LED lain. Beberapa lampu LED dibuat untuk menjadi pengganti drop-in langsung kompatibel untuk lampu pijar atau lampu neon. Sebuah kemasan lampu LED dapat menunjukkan output lumen, Universitas Sumatera Utara konsumsi daya dalam watt, suhu warna dalam kelvin atau keterangan misalnya hangat putih, kisaran suhu operasi, dan kadang-kadang setara watt dari lampu pijar output bercahaya serupa. Kebanyakan LED tidak memancarkan cahaya ke segala arah, dan karakteristik directional mereka mempengaruhi desain lampu, meskipun lampu omnidirectional yang memancarkan cahaya lebih sudut 360 ° menjadi lebih umum. Output cahaya LED tunggal kurang dari yang pijar dan lampu neon kompak; di sebagian besar aplikasi beberapa LED digunakan untuk membentuk sebuah lampu, meskipun versi daya tinggi lihat di bawah menjadi tersedia.

3.2.4 Power Supply

Pencatu daya ini adalah mengubah tegangan AC menjadi tegangan AC lain yang lebih kecil dengan bantuan Transformator. Tegangan ini kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaian penyearah tegangan, dan di bagian akhir ditambahkan kondensator sebagai penghalus tegangan sehingga tegangan DC yang dihasilkan oleh pencatu daya jenis ini tidak terlalu bergelombang. Gambar 3.5 Rangkaian Power Supply Universitas Sumatera Utara

3.2.5 Papan PCB

Layout PCB adalah bagian yang berfungsi untuk merakit komponen- komponen elektronika menjadi rangkaian elektronika. Layout PCB atau dengan bahasa lain Papan Rangkaian Tercetak adalah hasil penerapan skema rangkaian elektronika yang telah disesuaikan dengan bentuk fisik komponen dan tata letak komponen elektronika untuk membuat suatu sistem atau fungsi pemroses sinyal. Gambar 3.6 Rangkaian Papan PCB Universitas Sumatera Utara BAB IV HASIL PEMBAHASAN ANALISA

4.1 Pengujian AlatPerangkat

Pengujian perangkat dilakukan dengan pengecekan pada masing-masing perangkat yang dirancang serta pengujian komponen penunjang lainnya. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi perangkat yang dirancang.

4.1.1 Pengujian Rangkaian arduino

Pengujian ini menggunakan arduini promini Berikut ini program nya : Blink Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly. Most Arduinos have an on-board LED you can control. On the Uno and the setup function runs once when you press reset or power the board void setup { Universitas Sumatera Utara initialize digital pin 13 as an output. pinMode13, OUTPUT; } the loop function runs over and over again forever void loop { digitalWrite13, HIGH; turn the LED on HIGH is the voltage level delay1000; wait for a second digitalWrite13, LOW; turn the LED off by making the voltage LOW delay1000; wait for a second } Program ini bertujuan untuk menghidupkan mematikan LED pada board arduino yg terletak pada pin 13. Hasil : arduino dapat menghidupkanmematikan led selama 1 detik dan terbukti arduino bisa mengontrol sesuatu, dalam hal ini adalah waktu penyalaan LED.

4.1.2 Pengujian LCD

Pengujian LCD pada proyek ini dimaksudkan untuk mengecek apakah data yang dibutuhkan dapat diproses dan ditampilkan hasilnya pada LCD Universitas Sumatera Utara sehingga dapat diketahui jika ada kesalahan pada data yang dihasilkan. Berikut ini merupakan potongan listing program pengujian LCD : LiquidCrystal Library - Hello World Demonstrates the use a 16x2 LCD display. The LiquidCrystal library works with all LCD displays that are compatible with the Hitachi HD44780 driver. There are many of them out there, and you can usually tell them by the 16-pin interface This sketch prints Hello World to the LCD and shows the time. The circuit: LCD RS pin to digital pin 12 LCD Enable pin to digital pin 11 LCD D4 pin to digital pin 5 LCD D5 pin to digital pin 4 LCD D6 pin to digital pin 3 LCD D7 pin to digital pin 2 LCD RW pin to ground Universitas Sumatera Utara LCD VSS pin to ground LCD VCC pin to 5V 10K resistor: ends to +5V and ground wiper to LCD VO pin pin 3 This example code is in the public domain. http:www.arduino.ccenTutorialLiquidCrystal include the library code: include LiquidCrystal.h initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd12, 11, 5, 4, 3, 2; void setup { set up the LCDs number of columns and rows: lcd.begin16, 2; Print a message to the LCD. lcd.printhello, world; } Universitas Sumatera Utara void loop { set the cursor to column 0, line 1 note: line 1 is the second row, since counting begins with 0: lcd.setCursor0, 1; print the number of seconds since reset: lcd.printmillis 1000; } Hasil pengujian dari program tersebut menempatkan cursor pada awal LCD dan menampilkan tulisan “Matia Meriana S”

4.1.3 Pengujian Rangkaian Photodioda

Pengujianphotodiod amenggunakan serial monitor sebagai penampil data sensor. Berikut program yang digunakan untuk menguji sensor TCRT 5000. Universitas Sumatera Utara include LiquidCrystal.h LiquidCrystal lcd12, 11, 10, 9, 8, 7; int state1 = HIGH; int state2; float rps; float rpm; long prevMillis = 0; long interval = 200; long currentTime; long prevTime = 1; long diffTime; int sensorthreshold = 30; void setup { Lcd.begin16, 2; Serial.begin9600; pinMode13,OUTPUT; pinLed sebagai penanda lcd.setCursor0, 0; lcd.printMaria Meriana S; lcd.setCursor0, 1; Universitas Sumatera Utara lcd.printD3 MEtrologi; delay2000; lcd.clear; delay2000; } void loop { sensorvalue = analogRead0; baca dari A0 pin 0 ifsensorvalue sensorthreshold state1 = HIGH; else state1 = LOW; digitalWrite13,state1; ifstate2=state1 { if state2state1 { currentTime = micros; diffTime = currentTime - prevTime; rps = 1000000diffTime; rpm = 60000000diffTime; unsigned long currentMillis = millis; ifcurrentMillis - prevMillis interval{ prevMillis = currentMillis; Serial.printrps; Serial.print rps ; Serial.printrpm; Serial.println rpm; } prevTime = currentTime; } state2 = state1; } Universitas Sumatera Utara lcd.setCursor0, 0; lcd.printrps; lcd.setCursor0, 1; lcd.print0, 1; delay100; }

4.1.4 Pengujian Secara Keseluruhan

Pengujian keseluruhan sistem dilakukan setelah semua rangkaian dan perangkat lunak diintegrasikan menjadi satu sistem. Pengujian ini bertujuan untuk menunjukkan bahwa perancangan sesuai dengan target awal pembuatannya. Hasil pengujian yang ingin dicapai adalah sebagai berikut: 1. Sistem dapat mengukur kecepatan putaran roda rpm 2. Sistem dapat mengolah data pada arduino

4.2 Data Percobaan

No Rpm Rps 1 115 4 2 170 6 3 200 7 4 125 4 5 85 2 6 145 5 7 180 6 8 200 7 9 205 7 10 190 6 Universitas Sumatera Utara BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Alat ini bekerja menggunakan sebuah sensor TCRT 5000 dimana hasil pengolahan data yang diperoleh sensor, dikendalikan oleh arduino nano yang kemudian ditampilkan dalam bentuk angka digital melalui bahasa pemrograman. 2. Kelebihan dari sistem pengendali kecepatanini dibandingkan sistem pengendali sebelumnya adalah adanya PWM yang mengatur putaran. 3. Alat pengukur kecepatan benda bergerak ini bekerja berdasarkan respon sensor yang kami hubungkan ke arduino nano.Sensor yang kami pakai berupa transmitter dan receiver infrared sebanyak dua pasang. Transmitter yang kami gunakan berupa LED yang memancarkan sinar infrared sedangkan receiver yang kami gunakan adalah photo dioda.

5.2 Saran

1. Aplikasi alat kontrol kecepatanuntuk proses pengendalian kecepatan pada motordapat digunakan dalam berbagai dinamika proses. Pada pengujian alat kontrol kecepatanini, baru dilakukan untuk proses motor dengan satu arah dan hanya bisa mengendalikan putaran motor secara langsung tidak secara bertahap. Untuk selanjutnya, sebaiknya dapat dilakukan program pengembangan dengan dinamika proses yang lain, misalnya penggunaan alat Universitas Sumatera Utara kontol untuk proses pengendalian kecepatan yang menggunakan motor yang daya lebih besar. 2.Sistem pengendalian proses, terutama untuk mengendalikan kecepatan motormerupakan suatu sistem yang sangat penting dalam industri kimia. 3.Dalam perancangan alat kendali kecepatanuntuk dapat memperhatikan faktor- faktor yang mempengaruhi hasil pengukuran kecepatanpada proses sehingga hasil yang didapatkan akan lebih akurat. Universitas Sumatera Utara BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1PHOTODIODA Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis. Gambar 2.1 Photodioda Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto Phototransistor . Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak junction Base-Collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat Universitas Sumatera Utara dibagian Collectornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto. Prinsip kerja dari fotodioda jika sebuah sambungan-pn dibias maju dan diberikan cahaya padanya maka pertambahan arus sangat kecil sedangkan jika sambungan pn dibias mundur arus akan bertambah cukup besar. Cahaya yang dikenakan pada fotodioda akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang akan menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron- elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang dikenakan pada fotodioda. Photodiode akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density Dp. Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai current responsitivity . Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur. Sebagai contoh aplikasi photo diode dapat digunakan sebagai sensor api. Penggunaan sensor photo diode sebagai pendeteksi keberadaan api didasarkan pada fakta bahwa pada nyala api juga terpancar cahaya infra merah. Hal ini tidak dapat dibuktikan dengan mata telanjang karena cahaya infra merah merupakan cahaya tidak tampak, namun keberadaan cahaya infra merah dapat dirasakan yaitu ketika ada rasa hangat atau panas dari nyala api yang sampai ke tubuh kita. Universitas Sumatera Utara

2.2 RPM RADIAN PER MENIT Ukuran Derajat