T1 612009055 BAB III
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Konfigurasi Sistem
Alat yang dibutuhkan mampu memberikan informasi shio, elemen, dan angka
gua pengguna. Selain itu, sistem harus mampu memberikan informasi untuk setiap arah
mata angin yang ditunjuk oleh pengguna, dengan memasukkan tanggal lahir dan jenis
kelamin.
Kerja alat dimulai dari pemasukan data pengguna berupa tahun lahir, tahun
lahir akan dikurangi dengan angka 1900 kemudian di MOD 12 untuk menghasilkan
kategori shio dan di MOD 10 untuk elemen shio. Untuk menghasilkan angka gua, maka
dicari angka tahun tunggal terlebih dahulu. Angka tahun tunggal adalah hasil
penjumlahan dari tiap tiap bilangan pada tahun. Sebagai contoh, tahun kelahiran= 1989
maka angka tahun tunggalnya adalah 1+9+8+9=27. Angka gua pria adalah bilangan
hasil dari pengurangan 11 dengan angka tahun tunggal. Angka gua wanita adalah
bilangan hasil dari penjumlahan 4 dengan angka tahun tunggal. Ada beberapa perlakuan
khusus, yaitu untuk angka gua sama dengan 5, untuk pria diganti dengan 2, sedangkan
untuk wanita diganti dengan 8. Data yang diperoleh dari angka gua digunakan untuk
memberikan informasi tentang kualitas dari arah mata angin yang ditunjukkan oleh
pengguna, serta saran peletakan interior untuk tiap-tiap arah mata angin.
Informasi arah mata angin diperoleh dari modul kompas CMPS03
. Data
diperoleh dengan komunikasi I2C, dan sudut yang terbaca dari 0 0 hingga 359,90. Sudut
tersebut dibagi menjadi 8 mata angin, yaitu timur, tenggara, selatan, barat daya, barat,
barat laut, utara, dan timur laut.
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras atau hardware yang dibutuhkan untuk menyokong konfigurasi
yang diinginkan adalah, catu daya, sistem minimum ATmega32, modul kompas
1
CMPS03 push button, hubungan antar rangkaian di tunjukkan oleh Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram blok perangkat keras
Fungsi dari masing-masing bagian adalah, catu daya adalah jantung sistem yang
akan memberikan daya kepada bagian lain untuk beroperasi. Mikrokontroler merupakan
bagian yang berfungsi sebagai otak dari sistem ini, dan akan memperoleh data dari
push button dan modul kompas CMPS0. Data yang diperoleh akan diproses dan
ditampilkan pada LCD.
3.2.1
Modul kompas CMPS03
Sensor kompas yang digunakan pada sistem ini merupakan modul siap pakai.
Pada penggunaannya, ada dua macam cara pengambilan data, yaitu dengan PWM dan
dengan I2C. Pada sistem yang dibuat digunakan I2C sebagai sarana pengambilan data,
sebab proses dan tingkat ketelitiannya lebih baik daripada PWM.
3
Gambar 3.2 Modul kompas CMPS03
Modul kompas CMPS03 dapat langsung digunakan bila menggunakan mode
PWM, namun dengan I2C modul ini perlu ditambah beberapa resistor sebagai pull-up.
Untai tambahan untuk modul kompas CMPS03 ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Komponen tambahan untuk membantu kerja CMPS03 sangat sedikit, yaitu
resistor dan push button. Resistor pada pin SDA dan SCL modul kompas berfungsi
sebagai pull-up resistor. Hal ini memudahkan modul karena perangkat hanya perlu
memberikan keluaran 0(low) untuk membuat jalur menjadi low, dan untuk membuat
jalur menjadi high perangkat tidak perlu memberikan keluaran apapun. Push button
digunakan sebagai sarana untuk mengkalibrasi modul kompas. Pengkalibrasian perlu
dilakukan karena sudut inklinasi tiap daerah berbeda-beda.
Proses kalibrasi modul dengan push button adalah sebagai berikut,
1. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah utara bumi, dan tekan push button.
2. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah timur bumi, dan tekan push button.
3. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah selatan bumi, dan tekan push button.
4. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah barat bumi, dan tekan push button
5. Orientasi arah dari kompas diperiksa, dan apabila sudah tepat penunjukan
arahnya, maka modul kompas sudah terkalibrasi dengan baik.
3.2.2
Catu daya
Catu daya berfungsi sebagai pensuplai tegangan listrik DC agar untai lain dapat
bekerja dengan baik. Mikrokontroler ATmega32, modul kompas, LCD dan push button
memerlukan tegangan 5V. Kebutuhan tersebut dapat dipenuhi dengan menggunakan
tenaga baterai ataupun dari PLN dengan bantuan adaptor. Namun sebelum baterai
ataupun adaptor digunakan sebagai pensuplai tegangan, perlu diingat bahwa tegangan
baterai dan adaptor di pasaran tidak semuanya sama dengan 5V, maka perlu ditambah
dengan suatu untai yang mampu menurunkan tegangan input menjadi 5V dengan
toleransi 0,2V. Untai yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Catu daya
Komponen utama dari untai catu daya adalah IC 7805, yaitu IC regulator yang
akan mengatur tegangan input menjadi 5V DC dengan ketentuan tegangan masuknya
lebih besar dari 8V dan di bawah 25V. Komponen baterai adalah soket untuk baterai,
sedangkan ONOFF adalah soket untuk saklar pengatur input tegangan. Tegangan
keluaran adalah VCC dan GND. Tegangan keluaran inilah yang menjadi sumber
5
tegangan bagi setiap komponen dalam sistem ini.
3.2.3
Untai mikrokontroler ATmega32
Semua proses data, dan penampilan hasil kerja sistem dilakukan oleh
mikrokontroler ATmega32. Mikrokontroler belum dapat menjalankan tugasnya dengan
baik bila tidak ada dukungan dari beberapa komponen lain seperti oscillator atau biasa
disebut kristal, dan pe-reset. Gambar 3.4 menunjukkan sistem minimum yang
digunakan.
Gambar 3.4 Rangkaian minimum sistem ATmega32
Pada untai sistem minimum ATmega32, terdapat beberapa komponen, antara
lain, Kristal sebagai sumber detak eksternal, pe-reset mikrokontroler, dan lampu
indikator. Pada ATmega32 terdapat 4 port untuk input dan output, penggunaan dari
port yang tersedia adalah: portA digunakan untuk LCD 2x16, portC digunakan untuk
komunikasi dengan modul kompas secara I2C, yaitu pinC.0 sebagai
SCL dan
pinC.1sebagai SDA, dan portD digunakan untuk saluran masukan data dari push button,
yaitu pinD.3, pinD.4, pinD.5.
Program yang telah dibuat di komputer di-download ke mikrokontroler
menggunakan sistem isp, dan jalur yang digunakan adalah portB.6 sebagai MISO, dan
portB.5 sebagai MOSI, portB.7 sebagai SCK. Tegangan 5V dihubungkan pada pin
AREFF, AVCC, VCC. AVCC perlu dihubungkan dengan tegangan 5V agar portA dapat
digunakan.
3.2.4
Untai penampil LCD
7
Gambar 3.5 Untai penampil LCD
Untai LCD ditunjukkan oleh Gambar 3.5.
LCD dapat digunakan secara langsung karena LCD yang digunakan
merupakan modul siap pakai, namun ada tambahan beberapa komponen untuk membuat
hasil kerja LCD lebih baik, yaitu potensiometer dengan ukuran 50KΩ. Komponen ini
digunakan untuk mengatur kontras dari LCD. Selain itu, agar tampilan lebih menarik,
maka lampu LCD diaktifkan, yaitu dengan menghubungkan pin 15 dengan VCC dan
pin 16 dengan GND.
3.2.5
Untai push button
Data yang diperoleh dari push button adalah keputusan ya atau tidak, oleh
karena itu, push button berfungsi menghubungkan pin dari mikrokontroler dengan data
low (GND), untainya ditunjukkan oleh Gambar 3.6.
Ketika pengguna memilih untuk menekan tombol maka akan menghubungkan
pin dari mikrokontroler dengan ground(GND), dan mikrokontroler mengartikan sebagai
“ya”.
Seluruh untai yang ada, dirangkai mejadi satu sehingga menjad
Gambar 3.6 Untai push button
Seluruh untai
yang ada, dirangkai mejadi satu sehingga menjadi untai
perangkat keras yang mampu mendukung sistem penunjuk orientasi arah interior rumah
digital dengan metode Feng Shui. Secara keseluruhan, untai
sistem tampak pada
Gambar 3.7.
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak diperlukan sebagai pikiran utama yang mampu memberikan
hasil yang sesuai dengan konfigurasi sistem, dan ditanam ke dalam otak sistem, yaitu
mikrokontroler. Jika hanya perangkat keras saja, sistem belum dapat bekerja sebagai
sistem penunjuk orientasi arah interior rumah digital dengan metode Feng Shui, oleh
9
karena itu, perangkat lunak diperlukan.
Program yang dibuat secara garis besar adalah, mengambil data tahun
kelahiran dan jenis kelamin pengguna, kemudian memproses data dan menampilkan
hasilnya di LCD. Setelah itu, pengguna diberi kesempatan untuk menunjukkan suatu
arah, data arah diperoleh dengan komunikasi I2C dengan modul kompas, ketika tombol
ditekan, maka program menyimpan arah dan menerjemahkan ke bentuk saran yang
cocok untuk pengguna. Program kembali memberikan kesempatan pengguna untuk
menunjuk suatu arah bila seluruh tampilan di LCD sudah selesai.
Detil program
ditunjukkan oleh diagram alir pada Gambar 3.8. Pembuatan program dibagi menjadi
beberapa prosedur untuk mempermudah proses analisa dari program, selain itu untuk
memudahkan dalam pelacakan kesalahan. Pada program utama, terdapat 6 prosedur
yaitu isi_data, proses_data, compass_read2, compass_read3, pilih, dan tampil.
Gambar 3.7 Untai sistem penunjuk orientasi arah interior rumah
digital dengan metode feng shui
M ul ai
Kon fi g uras i L CD
Ko nfi gu rasi p i n
Kon fi gu ras i I2C
De kl a a
r si v ar a
i b el
H ap us LC D
Tu l s
i LC D
“Se a
l m a t Dat an g
=”
"Ma su kka n da ta"
Tun gg u1 00m S
i si _d ata
pr os es_d ata
co mp as s_re ad2
co mp as s_re ad3
da ta=d at aH*2 56
d ata=da ta or d a taL
s ud ut=d ata/ 10
s ud ut 2=da ta m od 10
H ap us l cd
B
Sud ut≥ 33 7, 5 a nd su du t
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Konfigurasi Sistem
Alat yang dibutuhkan mampu memberikan informasi shio, elemen, dan angka
gua pengguna. Selain itu, sistem harus mampu memberikan informasi untuk setiap arah
mata angin yang ditunjuk oleh pengguna, dengan memasukkan tanggal lahir dan jenis
kelamin.
Kerja alat dimulai dari pemasukan data pengguna berupa tahun lahir, tahun
lahir akan dikurangi dengan angka 1900 kemudian di MOD 12 untuk menghasilkan
kategori shio dan di MOD 10 untuk elemen shio. Untuk menghasilkan angka gua, maka
dicari angka tahun tunggal terlebih dahulu. Angka tahun tunggal adalah hasil
penjumlahan dari tiap tiap bilangan pada tahun. Sebagai contoh, tahun kelahiran= 1989
maka angka tahun tunggalnya adalah 1+9+8+9=27. Angka gua pria adalah bilangan
hasil dari pengurangan 11 dengan angka tahun tunggal. Angka gua wanita adalah
bilangan hasil dari penjumlahan 4 dengan angka tahun tunggal. Ada beberapa perlakuan
khusus, yaitu untuk angka gua sama dengan 5, untuk pria diganti dengan 2, sedangkan
untuk wanita diganti dengan 8. Data yang diperoleh dari angka gua digunakan untuk
memberikan informasi tentang kualitas dari arah mata angin yang ditunjukkan oleh
pengguna, serta saran peletakan interior untuk tiap-tiap arah mata angin.
Informasi arah mata angin diperoleh dari modul kompas CMPS03
. Data
diperoleh dengan komunikasi I2C, dan sudut yang terbaca dari 0 0 hingga 359,90. Sudut
tersebut dibagi menjadi 8 mata angin, yaitu timur, tenggara, selatan, barat daya, barat,
barat laut, utara, dan timur laut.
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras atau hardware yang dibutuhkan untuk menyokong konfigurasi
yang diinginkan adalah, catu daya, sistem minimum ATmega32, modul kompas
1
CMPS03 push button, hubungan antar rangkaian di tunjukkan oleh Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram blok perangkat keras
Fungsi dari masing-masing bagian adalah, catu daya adalah jantung sistem yang
akan memberikan daya kepada bagian lain untuk beroperasi. Mikrokontroler merupakan
bagian yang berfungsi sebagai otak dari sistem ini, dan akan memperoleh data dari
push button dan modul kompas CMPS0. Data yang diperoleh akan diproses dan
ditampilkan pada LCD.
3.2.1
Modul kompas CMPS03
Sensor kompas yang digunakan pada sistem ini merupakan modul siap pakai.
Pada penggunaannya, ada dua macam cara pengambilan data, yaitu dengan PWM dan
dengan I2C. Pada sistem yang dibuat digunakan I2C sebagai sarana pengambilan data,
sebab proses dan tingkat ketelitiannya lebih baik daripada PWM.
3
Gambar 3.2 Modul kompas CMPS03
Modul kompas CMPS03 dapat langsung digunakan bila menggunakan mode
PWM, namun dengan I2C modul ini perlu ditambah beberapa resistor sebagai pull-up.
Untai tambahan untuk modul kompas CMPS03 ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Komponen tambahan untuk membantu kerja CMPS03 sangat sedikit, yaitu
resistor dan push button. Resistor pada pin SDA dan SCL modul kompas berfungsi
sebagai pull-up resistor. Hal ini memudahkan modul karena perangkat hanya perlu
memberikan keluaran 0(low) untuk membuat jalur menjadi low, dan untuk membuat
jalur menjadi high perangkat tidak perlu memberikan keluaran apapun. Push button
digunakan sebagai sarana untuk mengkalibrasi modul kompas. Pengkalibrasian perlu
dilakukan karena sudut inklinasi tiap daerah berbeda-beda.
Proses kalibrasi modul dengan push button adalah sebagai berikut,
1. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah utara bumi, dan tekan push button.
2. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah timur bumi, dan tekan push button.
3. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah selatan bumi, dan tekan push button.
4. Modul kompas diletakkan secara horisontal dan orientasi utara modul
kompas menghadap arah barat bumi, dan tekan push button
5. Orientasi arah dari kompas diperiksa, dan apabila sudah tepat penunjukan
arahnya, maka modul kompas sudah terkalibrasi dengan baik.
3.2.2
Catu daya
Catu daya berfungsi sebagai pensuplai tegangan listrik DC agar untai lain dapat
bekerja dengan baik. Mikrokontroler ATmega32, modul kompas, LCD dan push button
memerlukan tegangan 5V. Kebutuhan tersebut dapat dipenuhi dengan menggunakan
tenaga baterai ataupun dari PLN dengan bantuan adaptor. Namun sebelum baterai
ataupun adaptor digunakan sebagai pensuplai tegangan, perlu diingat bahwa tegangan
baterai dan adaptor di pasaran tidak semuanya sama dengan 5V, maka perlu ditambah
dengan suatu untai yang mampu menurunkan tegangan input menjadi 5V dengan
toleransi 0,2V. Untai yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Catu daya
Komponen utama dari untai catu daya adalah IC 7805, yaitu IC regulator yang
akan mengatur tegangan input menjadi 5V DC dengan ketentuan tegangan masuknya
lebih besar dari 8V dan di bawah 25V. Komponen baterai adalah soket untuk baterai,
sedangkan ONOFF adalah soket untuk saklar pengatur input tegangan. Tegangan
keluaran adalah VCC dan GND. Tegangan keluaran inilah yang menjadi sumber
5
tegangan bagi setiap komponen dalam sistem ini.
3.2.3
Untai mikrokontroler ATmega32
Semua proses data, dan penampilan hasil kerja sistem dilakukan oleh
mikrokontroler ATmega32. Mikrokontroler belum dapat menjalankan tugasnya dengan
baik bila tidak ada dukungan dari beberapa komponen lain seperti oscillator atau biasa
disebut kristal, dan pe-reset. Gambar 3.4 menunjukkan sistem minimum yang
digunakan.
Gambar 3.4 Rangkaian minimum sistem ATmega32
Pada untai sistem minimum ATmega32, terdapat beberapa komponen, antara
lain, Kristal sebagai sumber detak eksternal, pe-reset mikrokontroler, dan lampu
indikator. Pada ATmega32 terdapat 4 port untuk input dan output, penggunaan dari
port yang tersedia adalah: portA digunakan untuk LCD 2x16, portC digunakan untuk
komunikasi dengan modul kompas secara I2C, yaitu pinC.0 sebagai
SCL dan
pinC.1sebagai SDA, dan portD digunakan untuk saluran masukan data dari push button,
yaitu pinD.3, pinD.4, pinD.5.
Program yang telah dibuat di komputer di-download ke mikrokontroler
menggunakan sistem isp, dan jalur yang digunakan adalah portB.6 sebagai MISO, dan
portB.5 sebagai MOSI, portB.7 sebagai SCK. Tegangan 5V dihubungkan pada pin
AREFF, AVCC, VCC. AVCC perlu dihubungkan dengan tegangan 5V agar portA dapat
digunakan.
3.2.4
Untai penampil LCD
7
Gambar 3.5 Untai penampil LCD
Untai LCD ditunjukkan oleh Gambar 3.5.
LCD dapat digunakan secara langsung karena LCD yang digunakan
merupakan modul siap pakai, namun ada tambahan beberapa komponen untuk membuat
hasil kerja LCD lebih baik, yaitu potensiometer dengan ukuran 50KΩ. Komponen ini
digunakan untuk mengatur kontras dari LCD. Selain itu, agar tampilan lebih menarik,
maka lampu LCD diaktifkan, yaitu dengan menghubungkan pin 15 dengan VCC dan
pin 16 dengan GND.
3.2.5
Untai push button
Data yang diperoleh dari push button adalah keputusan ya atau tidak, oleh
karena itu, push button berfungsi menghubungkan pin dari mikrokontroler dengan data
low (GND), untainya ditunjukkan oleh Gambar 3.6.
Ketika pengguna memilih untuk menekan tombol maka akan menghubungkan
pin dari mikrokontroler dengan ground(GND), dan mikrokontroler mengartikan sebagai
“ya”.
Seluruh untai yang ada, dirangkai mejadi satu sehingga menjad
Gambar 3.6 Untai push button
Seluruh untai
yang ada, dirangkai mejadi satu sehingga menjadi untai
perangkat keras yang mampu mendukung sistem penunjuk orientasi arah interior rumah
digital dengan metode Feng Shui. Secara keseluruhan, untai
sistem tampak pada
Gambar 3.7.
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak diperlukan sebagai pikiran utama yang mampu memberikan
hasil yang sesuai dengan konfigurasi sistem, dan ditanam ke dalam otak sistem, yaitu
mikrokontroler. Jika hanya perangkat keras saja, sistem belum dapat bekerja sebagai
sistem penunjuk orientasi arah interior rumah digital dengan metode Feng Shui, oleh
9
karena itu, perangkat lunak diperlukan.
Program yang dibuat secara garis besar adalah, mengambil data tahun
kelahiran dan jenis kelamin pengguna, kemudian memproses data dan menampilkan
hasilnya di LCD. Setelah itu, pengguna diberi kesempatan untuk menunjukkan suatu
arah, data arah diperoleh dengan komunikasi I2C dengan modul kompas, ketika tombol
ditekan, maka program menyimpan arah dan menerjemahkan ke bentuk saran yang
cocok untuk pengguna. Program kembali memberikan kesempatan pengguna untuk
menunjuk suatu arah bila seluruh tampilan di LCD sudah selesai.
Detil program
ditunjukkan oleh diagram alir pada Gambar 3.8. Pembuatan program dibagi menjadi
beberapa prosedur untuk mempermudah proses analisa dari program, selain itu untuk
memudahkan dalam pelacakan kesalahan. Pada program utama, terdapat 6 prosedur
yaitu isi_data, proses_data, compass_read2, compass_read3, pilih, dan tampil.
Gambar 3.7 Untai sistem penunjuk orientasi arah interior rumah
digital dengan metode feng shui
M ul ai
Kon fi g uras i L CD
Ko nfi gu rasi p i n
Kon fi gu ras i I2C
De kl a a
r si v ar a
i b el
H ap us LC D
Tu l s
i LC D
“Se a
l m a t Dat an g
=”
"Ma su kka n da ta"
Tun gg u1 00m S
i si _d ata
pr os es_d ata
co mp as s_re ad2
co mp as s_re ad3
da ta=d at aH*2 56
d ata=da ta or d a taL
s ud ut=d ata/ 10
s ud ut 2=da ta m od 10
H ap us l cd
B
Sud ut≥ 33 7, 5 a nd su du t