17
BAB III RANCANGAN PENELITIAN
3.1 Perancangan Sistem
Perancangan perangkat deteksi dini permasalahan pada mobil injeksi berbasis konsentrasi gas CO dibagi menjadi dua subsitem, yaitu subsistem software dan subsistem
hardware . Subsistem software berhubungan dengan perancangan program yang akan
digunakan untuk menjalankan perangkat yang akan dibuat, sedangkan subsistem hardware terdiri dari minimum system mikrokontroler AVR ATmega8535, LCD character, tombol
push button menu, dan driver sensor gas CO. Diagram blok perancangan sistem
ditunjukkan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Diagram Blok Perancangan
Seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 maka sistem kerja alat adalah sebagai berikut. Alat akan diaktifkan melalui tombol onoff dan akan ditandai dengan nyala LCD.
Setelah alat aktif maka sensor gas CO akan mendeteksi kadar CO dari sumber. Data analog dari pengukuran sensor akan diolah oleh mikrokontroller ATmega8535 sehingga menjadi
data digital. Hasil pengolahan data akan ditampilkan pada LCD. Data yang ditampilkan berupa nilai pengukuran konsentrasi gas CO dalam ppm, kondisi mesin, indikasi dan
solusi kerusakan mesin.
3.2 Proses Pengukuran
Proses pengukuran akan dilakukan dalam dua tahap, yaitu : 1. Pengukuran awal
Pada saat tombol on-off ditekan, sistem alat ukur akan aktif dan melakukan pengukuran awal dalam kondisi tidak ada gas CO. Tahap ini berfungsi untuk
memastikan kondisi awal sensor. 2. Pengukuran kadar CO.
Ketika sensor didekatkan dengan sumber gas CO, maka sistem akan melakukan pengukuran. Pengukuran ini akan mendapatkan nilai kadar gas dari sumber gas CO.
Data hasil pengukuran akan disimpan di dalam mikrokontroler ATmega8535. Nilai tersebut akan ditampilkan sebagai nilai ppm pada LCD character.
3.3 Perancangan Hardware 3.3.1 Desain Perancangan Hardware
Hardware dirancang menggunakan bahan acrylic dan didesain dengan ukuran
portable . Dimensi hardware yang akan dibuat adalah 20cm x 13cm x 8cm. Gambar desain
perancangan hardware ditunjukkan oleh gambar 3.2.
Gambar 3.2. Desain perancangan hardware A.Bagian Luar B. Bagian dalam
Keterangan Gambar:
1. LCD 4x16 2. Pushbutton next, previous, reset
3. Tongkat Pegangan
4. Sensor CO
5. Driver Sensor 6. Minimum System ATmega8535
3.3.2 Perancangan Minimum System AT mega 8535
Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai IO untuk mengolah data dari sensor CO sehingga data pengukuran gas CO dapat ditampilkan pada LCD. Mikrokontroler
membutuhkan sistem minimum yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu, rangkaian osilator dan rangkaian reset.
Rangkaian osilator ditunjukkan pada gambar 3.3 perancangan rangkaian osilator menggunakan kristal dengan frekuensi 12Mhz dan menggunakan kapasitor 22pF
datasheet pada pin XTAL
1
dan XTAL
2
di mikrokontroler.
Gambar 3.3. Rangkaian osilator ATmega8535
Gambar 3.4 menunjukkan rangkaian pin reset mikrokontroler ATmega8535. Rangkaian pin reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler diulang
dari awal. Jika tombol pin reset ditekan, maka pin reset akan mendapat input logika rendah, sehingga mikrokontroler akan mengulang proses eksekusi program dari awal. Pada
perancangan rangkaian reset digunakan resistor sebesar 470Ω dan kapasitor sebesar 10µF berdasarkan gambar 3.4.
Gambar 3.4. Rangkaian pin reset ATmega8535
Secara keseluruhan rangkaian minimun system mikrokontroler ATmega 8535 ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5. Rangkaian Minimum System AT mega 8535
Perancangan pengunaan port sebagai input dan output pada mikrokontroler disesuaikan dengan kebutuhan. Port yang akan digunakan adalah port A, port B dan port
C. Port A digunakan sebagai port output sensor. Port A.0 digunakan sebagai port ADC sensor.Port B.0, port B.1, port B.2 dan port B.3 digunakan sebagai port data, sedangkan
port B.4, port B.5 dan port B.6 digunakan sebagai port pengatur interface LCD. Pada port
C digunakan sebagai port tombol input . Port C.0 digunakan sebagai port tombol Next, port
C.1 digunakan untuk port tombol previous dan port C.2 digunakan sebagai port tombol reset. Tabel 3.1 menunjukkan pengunaan port-port yang akan digunakan pada
mikrokontroler ATmega8535.
Tabel 3.1. Penggunaan port pada mikrokontroler No
Nama Port Keterangan
1 Port
A.0 ADC 0
2 Port
B.0 DB 7 LCD
3 Port
B.1 DB 6 LCD
4 Port
B.2 DB 5 LCD
5 Port
B.3 DB 4 LCD
6 Port
B.4 Enable
LCD 7
Port B.5
RW LCD 8
Port B.6
RS LCD 9
Port C.0
Tombol Next 10
Port C.1
Tombol Previous 11
Port C.2
Tombol Reset
3.3.3 Perancangan Driver Sensor CO
Sensor gas CO membutuhkan driver untuk pengaktifannya. Perancangan driver sensor gas CO mengacu pada datasheet sensor adalah sebagai berikut.
Gambar 3.6. Rangkaian Driver Sensor CO[14]
Driver berfungsi untuk membatasi tegangan kerja pada sensor agar kurang dari ±10mV.
Kondisi ini diperlukan agar sensor tidak rusak saat diaktifkan. Dari datasheet diatas diharapkan tegangan OutputVout maksimum pada saat 10.000 ppm
atau 1 ppm adalah 4 volt, maka driver perlu dirancang ulang dengan perhitungan berikut. = 1.473
⁄ 3.1
= 1.473 × 1 Ω = 0.01473
3.2 =
= 4
0.01473 = 271,55
3.3 =
× 1 × 1 + 2 3
⁄ 3.4
4 = 1.473
× 1 Ω × 1 + 2 1 Ω ⁄
2 = 270.55 Ω Sehingga nilai resistor R3 yang digunakan pada perancangan adalah 270.55KΩ
menggantikan nilai resistor R3 sebelumnya yang menggunakan 100KΩ .
3.3.4 Perancangan Driver LCD 4x16
LCD yang digunakan untuk menampilkan data adalah LCD 16x4 yang memiliki tipe CA1604A. Dalam perancangan ini mode yang digunakan untuk menuliskan data ke
LCD digunakan sebanyak 4 bit mode nibble. Port B.0, port B.1, port B.2 dan port B.3 digunakan sebagai port data, sedangkan port B.4, port B.5 dan port B.6 digunakan sebagai
port pengatur interface LCD.
Berdasarkan datasheet tegangan kontras Vcc LCD maksimum sebesar 5V
DC
, sehingga dalam perancangan digunakan sebuah resistor variabel sebesar 10KΩ yang
berfungsi untuk membatasi tegangan yang masuk ke pin Vcc LCD. Rangkaian LCD dengan mode 4 bit ditunjukkan pada gambar 3.7.
Gambar 3.7. Rangkaian driver LCD
3.3.5 Perancangan Tombol Push button
Tombol pushbutton berfungsi sebagai tombol masukan Next, Previous dan Reset frame
tampilan LCD. Rangkaian driver pushbutton ditunjukan pada gambar 3.8.
Gambar 3.8. Rangkaian driver tombol Push Button
3.4 Perancangan Software 3.4.1 Flowchart Utama
Kategori