Rancang Bangun Alat Ukur Kekentalan Oli Berbasis Mikrokontroler Arduino-Unodengan Tampilan Lcd Chapter III V

BAB 3
PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram blok rangkaian alat

SENSOR 1

LCD

SENSOR 2

ARDUINO UNO

TOMBOL

BUZZER

Gambar 3.1 diagram blok rangkaian

Fungsi dari masing masing blok sebagai berikut:
1. blok sensor reed switch sebagai untuk mendeteksi bola jatuh pada tabung

2. blok arduino uno berfungsi untuk menhgkonversi data yang di dapat dari sensor reed
switch.
3. blok tombol berfungsi untuk menghidupkan atau mematikan alat
4. blok buzzer berfungsi sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu
kesalahan pada sebuah alat.
3.2 Rancangan Rangkaian Arduino Uno (ATMega328
Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC
(integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6 analog
input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP,
dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mensupport mikrokontrol secara
mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC
atau juga battery. Arduino Uno berbeda dari semua board mikrokontrol diawal-awal yang

29
Universitas Sumatera Utara

tidak menggunakan chip khusus driver FTDI USB-to-serial. Sebagai penggantinya
penerapan USB-to-serial adalah ATmega16U2 versi R2 (versi sebelumnya ATmega8U2).
Versi Arduino Uno Rev.2 dilengkapi resistor ke 8U2 ke garis ground yang lebih mudah
diberikan ke mode DFU.

Gambar 3.2 Rancangan Rangkaian ATMega328

Rangkaian diatas merupakan rangkaian minimum ATMega328 dengan kristal
16MHz. Dengan rangkaian ini mikrokontroler akan bekerja pada frekuensi kerja 16MHz.
Rangkaian minimum ini adalah rangkaian dengan konfigurasi minimum yang digunakan
agar mikrokontroler dapat beroperasi. Pin Reset pada mikrokontroler terhubung ke 5V
melalui sebuah resistor 10K. Pin AVCC, VCC dan ARef pada mikrokontroler langsung
terhubung pada 5V.

3.3 Rangkaian LCD
Berikut ini merupakan rangkaian yang digunakan untuk mengoperasikan LCD
karakter 16x2. Pada rangkaian ini digunakan trimpot yang dihubungkan pada pin 3 dari
LCD. Hal ini bertujuan agar kontras pada karakter yang ditampilkan pada LCD dapat
diatur tingkat kecerahannya. Pin 5 pada LCD dihubungkan langsung pada GND sehingga
logika pada pin ini selalu low. Hal ini akan menyebabkan LCD akan selalu pada mode
Write, dimana fungsi dari LCD ini adalah untuk menampilkan data dari mikrokontroler
saja.
30
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.3 Rangkaian LCD

Pada rangkaian ini LCD di hubungkan ke PORT arduino, RS LCD – D2 arduino, E LCD
–D3 arduino, D4 LCD –D4 arduino, D5 LCD -D5 arduino, D6 LCD –D6 arduino, D7
LCD –D7 arduino. Rangkaian LCD ini disesuaikan dengna kebutuhan LCD dan
kebutuhan pada sistem. Semua port LCD juga dapat langsung dihubungkan ke PORT
arduino, tetapi terlalu banyak memakan pin pada arduino.

3.2 Sensor reed switch

Sensor reed switch pada rangkaian ini telah dilengkapi dua buah sensor, yang
berfungsi untuk mendeteksi gerakan cylinder ketika up/naik atau down/turun,letaknya ada
dibagian luar bawah dan luar atas pada body cylinder.Prinsip kerja sensor ini yaitu
apabila bagian permukaan darisensor terkena medan magnet atau benda jatuh maka dua
buah kontak plate tipis yang terdapat dibagian dalam sensor akan tertarik oleh medan
magnet, sehingga kontak akan terhubung dengan mikrokontroler.

31
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.3 rangkaian sensor reed swithc
3.5 rangkaian Buzzer
Pada skema di atas saya desain arduino pin 13 di hubungkan pada resistor 220
ohm. dari resistor tersebut di hubungkan dengan transistor 2N222A , selanjutnya
dihubungkan ke basis. kaki satu di hubungkan ke ground dan kaki yang satu lagi di
hubungkan ke buzzer. Selanjutnya buzzer di hubungkan ke Vcc. Untuk Buzzer dirubah
dari 12 volt menjadi 5 volt.pada rankaian alat ini buzzer difungsikan untuk memberikan
tanda jika magnet sudah terbaca oleh sensor.

Gambar 3.5 rangkaian untuk buzzer

32
Universitas Sumatera Utara

3.6 rangkaian rancangan alat keseluruhan

Gambar 3.6 rangkaian rancangan keseluruhan

33

Universitas Sumatera Utara

3.7 flowchart rangkaian sistem
START

INIT

Baca sensor awal dan catat waktunya

Baca sensor akhir dan catat waktunya

Hitung selisih waktu

Waktu > 2300ms

Ya
Ta pilka ke LCD OLI BAIK

?
Tdk

Tampilkan ke LCD OLI BURUK

END

34
Universitas Sumatera Utara

BAB IV
PENGUJIAN DAN HASIL
4.1.

Pengujian rangkaian Arduino uno
Pengujian sistem arduino uno dilakukan dengan memprogram sistem arduino uno

untuk membuat Pin.4 menjadi nilai positif negative 0 dan 1 yang diulang ulang dengan
delay 100 ms. kemudian keluaran tegangan dari Pin.4 akan diukur dengan avometer.
Pengujian sistem arduino uno ini untuk memastikan bahwa sistem arduino yang
digunakan pada penelitian ini tidak rusak. Sehingga program yang ditanamkan pada
microcontroller mampu untuk mengontrol suhu dan kelembaban ruang seperti yang

diharapkan.
Untuk pengujian arduino dapat digunakan program standar sebagai berikut
// Init pin Arduino
const int sen1 = A0;
const int sen2 = A1;
const int tombol = 11;
const int buzz = 12;

int dt1;
int dt2;
boolean Sensor1;
boolean Sensor2;
int proses=0;
long dlyTime;
long timeStart;
long timeEnd;
float waktuTempuh;
float tempSpeed=0;

35

Universitas Sumatera Utara

// baca sensor
void cekSensor(){
Sensor1 = digitalRead(A0);
Sensor2 = digitalRead(A1);
}

Dan kemudian untuk mengupload program, menggunakan tool upload pada
arduino. Apabila pin 13 atau bisa di lihat pada led yang telah disediakan pada arduino,
akan terlihat led akan hidup dan mati selama 1 detik dan berulang ulang. Pengujian ini
bertujuan untuk mengertahui arduino dapat digunakan dengan baik atau tidak.

4.2.

Pengujian sensor reed switch
Output dari sensor yang digunakan analog dan untuk membaca tegangan sensor di

arduino, yaitu dengan cara membaca dan akan ditampilkan ke LCD.
void setup() {

Serial.begin(9600);
// Init mode in IO
pinMode(tombol,INPUT_PULLUP);
pinMode(sen1,INPUT_PULLUP);
pinMode(sen2,INPUT_PULLUP);

Program diatas untuk menampilkan data di LCD melalui komunikasi serial yang
tersedia pada arduino

36
Universitas Sumatera Utara

4.3.

Pengujian rangkaian LCD
Pengujian LCD menggunakan arduino uno r3 sebagai alat untuk memerintahkan

LCD menampilkan beberapa karakter. Pada pengujian LCD ini arduino uno r3 diberi
program untuk menampilkan nilai suhu dan kelembaban.
Pengujian LCD bertujuan untuk memastikan LCD nya dapat berjalan dengan baik.

Sehingga pada proses pemantuan suhu dan kelembaban ruang pengering akan didapatkan
data yang baik.
Berikut adalah program untuk pengujian LCD
// Tampilan awal LCD
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("

VISCOSITAS

");

Serial.println("START");
beeb();
delay(1000);

4.4 Pengujian keseluruhan
// Init librarry
#include

// init pin LCD

LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7);

// Init pin Arduino
const int sen1 = A0;
const int sen2 = A1;
const int tombol = 11;
37
Universitas Sumatera Utara

const int buzz = 12;

int dt1;
int dt2;
boolean Sensor1;
boolean Sensor2;
int proses=0;
long dlyTime;
long timeStart;
long timeEnd;
float waktuTempuh;
float tempSpeed=0;

// baca sensor
void cekSensor(){
Sensor1 = digitalRead(A0);
Sensor2 = digitalRead(A1);
}

void setup() {
Serial.begin(9600);
// Init mode in IO
pinMode(tombol,INPUT_PULLUP);
pinMode(sen1,INPUT_PULLUP);
pinMode(sen2,INPUT_PULLUP);

// Tampilan awal LCD
lcd.begin(16, 2);
38
Universitas Sumatera Utara

lcd.print("

VISCOSITAS

");

Serial.println("START");
beeb();
delay(1000);
}

// System UTAMA
void loop() {
cekSensor();
switch(proses){
// Ready
case 0:
proses = 5;
lcd.clear();
lcd.print("READY..");
break;

case 5:
proses = 10;
Serial.println("Tunggu Sensor awal");
break;

// cek sensor mana yg pertama aktif
case 10:
if (!Sensor1) {
Serial.println("Sensor awal 1");
proses = 15;
}

39
Universitas Sumatera Utara

if (!Sensor2) {
Serial.println("Sensor awal 2");
proses = 25;
}

break;

// jika sensor awal aktif maka simpan waktu

mulai

case 15:
if (Sensor1) {
Serial.println("Tunggu Sensor akhir");
lcd.clear();
lcd.print("tunggu..");
timeStart = millis();
proses = 20;
beeb();
}
break;

// Jika sensor akhir aktif maka simpan waktu selesai
case 20:
if (!Sensor2) {
timeEnd = millis();
Serial.println("Kalkulasi");
proses = 50;
beeb();beeb();
}
break;

40
Universitas Sumatera Utara

case 25:
if (Sensor2) {
Serial.println("Tunggu Sensor akhir");
lcd.clear();
lcd.print("tunggu..");
timeStart = millis();
proses = 30;
beeb();
}
break;

// Jika sensor akhir 1 aktif maka simpan waktu selesai
case 30:
if (!Sensor1) {
timeEnd = millis();
Serial.println("Kalkulasi");
proses = 50;
beeb();beeb();
}
break;

// kalkulasi waktu ke kecepatan
// kecepatan = jarak / waktu
case 50:
waktuTempuh = timeEnd-timeStart;
Serial.print("Waktu:");
Serial.println(waktuTempuh);
lcd.clear();
41
Universitas Sumatera Utara

lcd.print("TIME:");
lcd.print(waktuTempuh);
lcd.print("ms");
lcd.setCursor(0,1);
if (waktuTempuh > 2800){
lcd.print("Kondisi : baik");
}else{
lcd.print("Kondisi : buruk");
}
proses = 60;
break;

// tunggu tombol di tekan jika ingin mengulang proses
case 60:
if(digitalRead(tombol) == 0) {
proses = 0;
}
break;
}

}

void beeb(){
digitalWrite(buzz,HIGH);
delay(100);
digitalWrite(buzz,LOW);

}

42
Universitas Sumatera Utara

4.5 data hasil percobaan
Untuk pengujian alat dilakukan dengan menggunakan sampel oli baru dan oli
bekas, pengujian dilakukan dengan 10 kali. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.51
dan tabel 4.5.2.
tabel 4.5.1 pengujian oli baru
No

Waktu (milli second)

Kondisi oli

1

2367,00

Baik

2

2473,00

Baik

3

2003,00

Buruk

4

9099,00

Baik

5

1989,00

Buruk

6

8036,00

Baik

7

11319,00

Baik

8

1969,00

Buruk

9

2141,00

Buruk

10

2391

Baik

tabel 4.5.2 pengujian oli bekas
No

Waktu (milli second)

Kondisi oli

1

821,00

Buruk

2

833,00

Buruk

3

812,00

Buruk

4

760,00

Buruk

5

779,00

Buruk

6

776,00

Buruk

7

939,00

Buruk

8

1078,00

Buruk

9

830,00

Buruk

10

820,00

Buruk

43
Universitas Sumatera Utara

Dari tabel tersebut dinyatakan oli baik apabila waktu yang ditempuh benda jatuh
diatas atau lebih dari 2300 ms (milli second),dan dinyatakan oli keadaan buruk apabila
waktu yang di tempuh oleh benda jatuh dibawah 2300 ms (milli second).

44
Universitas Sumatera Utara

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan
Dari penelitian alat uji kelayakan pelumas kendaraan bermotor berbasis
mikrokontroler didapatkan hasil berupa viskometer bola jatuh dengan tampilan LCD.
Kemampuan alat ini dapat membedakan viskositas dari oli baru dan oli bekas dalam
tampilan waktu. Namun demikian, pada alat ini masih perlu dilakukan kalibrasi lebih
lanjut untuk dapat menunjukkan hasil yang lebih akurat sesuai dengan standard yang ada.

5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, disadari masih begitu banyak kesalahan
dan kekuranganya, dengan demikian perlu adanya penelitian lanjutan. Beberapa hal yang
harus diperhatikan untuk penelitian lebih lanjut supaya menggunakan sensor dengan
ketelitian yang lebih akurat agar mendapatkan hasil lebih akurat pula.

45
Universitas Sumatera Utara