Rancang Bangun Pengaturan Suhu dan Pengukuran Berat Badan pada Inkubator Bayi Berbasis MikrokontrolerATMega8535 Chapter III V
27
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem
Adapun diagram blok dari system yang dirancang,seperti yang diperlihatkan
pada gambar 3.1 di bawah ini:
PSA 5 V
DS18B20
1 wire
Load cell
HX711
LCD 16 X 2
Mikrokontroler
ATMega8535
Keypad
Driver
L298N
Kipas
Driver Relay
Pemanas
Gambar 3.1 Diagram Blok
Adapun fungsi tiap blok dari gambar diagram blok di atas adalah:
1. Blok Sensor DS18b20
: Sebagai sensor mengukur suhu di dalam inkubator.
2. Blok PSA 5V
: Sebagai sumber tegangan keseluruhan rangkaian
3. Blok LCD
: Penampil hasil pengukuran dan pemprosessan yang
dilakukan mikrokontroller
4. Blok Relay
: Mengendalikan aktif matinya pemanas
5. Blok Driver L298N
: Sebagai pengendali kipas
6. Load Cell
: Sebagai sensor mengukur berat benda.
Universitas Sumatera Utara
28
7. Kipas
: Untuk menyalurkan udara panas dari heater ke seluruh
bagian inkubator.
8. Pemanas
: Sebagai penghangat udara di dalam inkubator
9. Keypad
: Sebagai input setting suhu.
3.2
Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 dapat dilihat
pada gambar di bawah ini :
(1)
Gambar 3.2
(2)
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535(1)
Rangkaian pada Papan PCB (2)
Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari
seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC
Mikrokontroler ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Untuk men-download file heksadesimal kemikrokontroler, Mosi, Miso, Sck,
Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke USB via programmer.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki
17, 18, 19, 20 dan 1. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP
Programmer, maka pemrograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
mikrokontroler tidak akan bias merespon.
Universitas Sumatera Utara
29
3.3
Perancangan Sensor Ds18B20
Perancangan rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi tingkat suhu yang
terdpat pada cairan fluida baik di sensor bagian atas maupun bagian bawah. Menurut
datasheet, output yang dikeluarkan sensor DS1820 berupa konfigurasi angka 1 dan 0,
yang mana mengindikasikan suatu suhu tertentu, berikut adalah tabel yang
menjelaskan output sensor DS1820 beserta level pengukurannya.
Agar bagian data pada sensor Ds18b20 dapat membaca keadaan suhu, maka
diperlukan catu daya khusus yang di pasangkan ke bagian pin data dari sensor
Ds18b20. Untuk itu dipasangkan resistor pull-up yang diambil dari supply 5V ke
dan disambungkan ke pin data. Resistor yang digunakan bernilai 4700 ohm atau 4k7.
Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Ds18B20
3.4
Rangkaian Power Supplay
Rangkaian power supplay pada alat ini berfungsi sebagai sumber daya untuk
menghidupkaan sistem. Dalam rangkaian ini peneliti memakai IC regulator 7805
digunakan untuk menurunkaan tegangan 12 volt menjadi 5 volt. Dimana masukan
rangkaian ini adalah dari baterai sebesar 12 volt dan keluaran rangkaian ini sebesar 5
volt dan akan di pergunakan untuk menghidupkan sistem dalam penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 3.4 Rangkaian Power supplay.
3.5
Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display)
16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat
memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver
untuk
mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.
Gambar 3.5 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke
mikrokontroler.
Gambar 3.5 Rangkaian LCD
Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PC.2... PC.7, yang merupakan
pin I/O dua arah dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara
serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan
oleh Mikrokontroller ATMega8535.
Universitas Sumatera Utara
31
3.6
Rangkaian Driver Motor L298N
Pada alat ini driver motor yang dipakai adalah driver motor L298N.
Rangkaian ini berfungsi untuk mengontrol kecepatan dan arah pergerakan motor.
Driver motor L298N membutuhkan 6 pin mikrokontroler namun pada rangkaian ini
hanya menggunakan 3 pin mikrokontroler karena hanya menggerakkan satu buah
motor saja yaitu pin B0, B1, dan OCR1A.
Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor L298N
3.7
Rangkaian Relay
Pada alat ini dipasang relay untuk mengendalikan ON/OFF pemanas. Relay
dipasang dengan kondisi Normally close.
Gambar 3.8 Rangkaian Skematik Relay
Universitas Sumatera Utara
32
3.8
Rangkaian Loadcell dan Penguat HX711
Pada alat ini dipasang sensor loadcell dengan berat maksimal 6 kg. pada
rangkaian ini loadcell dipasang penguat khusus untuk loadcell yaitu HX711. Berikut
adalah gambar skematik modul HX711:
Gambar 3.10 Skematik Modul HX711
3.9
Rangkaian Keypad
Proses scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4×4
untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari
kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Program
untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama.
Data port mikrokontroler, misalkan pada SW2 = 1011 0111 tersebut terbagi dalam
nible atas dan nible bawah dimana data nible atas (1011) merupakan data yang kita
kirimkan sedangkan data nible bawah (0111) adalah data hasil pembacaan penekanan
tombol keypad SW2 pada proses scaning matrix keypad 4×4 ini.
Universitas Sumatera Utara
33
Gambar 3.11 Rangkaian Keypad
Mengirimkan logika Low untuk kolom 1 (Col1) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 2 (Col2) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 3 (Col3) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
Universitas Sumatera Utara
34
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 4 (Col4) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Universitas Sumatera Utara
35
3.12 Flowchart
Mulai
Inisialisasi sistem
Blower On
Mikrokontroler ATmega8535
Konfigurasi
Set
Suhu Max
Suhu Min
OK
OK
Inisialiasasi DS18B20
Tidak
Device Terdeteksi
Ya
Tidak
Baca nilai tempertatur
Suhu DS18B20 atas > max
Tidak
Suhu DS18B20 bawah >max
Tampilkan LCD
Matikan Pemanas/
Blower OFF
Selesai
Gambar 3.11 Flowchart
Universitas Sumatera Utara
36
BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan
dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai
sumber tegangan. Kaki 10 dan 30 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt,
sedangkan kaki 11 dan 31 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada
kaki 10 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan
tegangan pada kaki 10 sebesar 4,93 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan
program sederhana pada mikrokontroler ATMega 8535 untuk menguji port port yang
terdapat pada AtMega8535, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
#include
#include
#include
while (1)
{
// Place your code here
PORTA = 0xFF;
PORTB = 0xFF;
PORTC = 0xFF;
PORTD = 0xFF;
delay_ms(2000);
PORTA = 0x00;
PORTB = 0x00;
PORTC = 0x00;
PORTD = 0x00;
delay_ms(2000);
}
Pengujian port ini dilakukan untuk mengetahui apakah seluruh pin yang ada
pada mikrokontroller AtMega8535 bekerja ataupun berfungsi dengan baik.
Universitas Sumatera Utara
37
Tabel 4.1 Pengujian Port ATMega8535
Port Mega8535
Vout (V)
PortA
4.93
PortB
4.93
PortC
4.93
PortD
4.93
Gambar 4.1 Pengujian PORT
4.2. Pengujian Power Supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan
yang dibutuhkan alat adalah 5 volt. Pengujian power supply dilakukan untuk
mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 volt.
Tabel 4.2 Pengujian Vin dan Vout
Vin (V)
Vout (V)
12
5.01
Universitas Sumatera Utara
38
Gambar 4.2 Pengujian Vout Power Supply
4.3
Pengujian Rangkaian Interfacing LCD 16x2
LCD dot matriks 16 x 2 karekater dapat dihubungkan langsung dengan
mikrokontroler ATMega8535, disini fungsi LCD adalah sebagai tampilan hasil
pengukuran dan diberi beberapa keterangan. Pada penelitian ini LCD dihubungkan
ke mikrokontroler melalui PortC.2 ~ PortC.7 yang berfungsi bus data. Adapaun data
yang dikirimkan oleh mikrokontroler merupakan kode ASCII data dalam bentuk
bilangan biner, dimana data tersebut dapat diterjemahkan oleh LCD ke bentuk
karakter.
Pengiriman data yang dari mikrokontroler diatur oleh pin EN, RS dan RW.
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberi tahu LCD bahwa
ada data yang sedang dikirimkan. Untuk mengirim data ke LCD, maka melalui
program EN harus dibuat berlogika “low” dan set (high) pada dua jalur kontrol yang
lain (RS dan RW). Jalur RW adalah jalur kontrol Read/write. Ketika RW berlogika
low (0), maka informasi pada bus akan dituliskan pada LCD. Ketika RW berlogika
high (1), maka program melakukan pembacaan memori dari LCD. Dalam penelitian
ini umumnya pin RW selalu diberikan logika low(0).
RS dihubungkan ke Port C2, Enable dihubungkan ke Port C3, RW
dihubungkan ke ground, DB4 dihubungkan ke Port C4, DB5 dihungkan ke Port C5,
DB6 dihubungkan ke Port C6, DB7 dihubungkan ke Port C7.
Dengan mengikuti keterangan diatas kita dapat membuat program untuk
menampilkan karakter pada LCD. Program yang diisikan ke mikrokontroler untuk
menampilkan karakter pada LCD adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
39
#include
#include
//fungsi library LCD
#include
// fungsi bahasa c
void main()
{
lcd_init(16);
while(1)
{
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts("tes");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts("fatya amy");
}
}}
Program diatas akan menampilkan kata “tes” di baris pertama dimulai dari
kolom pertama pada LCD 16x2, baris kedua menampilkan “fatya amy”. `Pada
penelitian ini, saat seluruh rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan tampil waktu
pada baris pertama,
Gambar 4.3 Pengujian LCD 16x2
Universitas Sumatera Utara
40
4.4
Pengujian dan Kalibrasi Sensor Suhu Ds18b20
Pada pembacaan sensor Ds18b20 yang terbaca masih merupakan nilai bit
(data), sehingga diperlukan pengubahan dari penubahan dari pada pembacaan data
yang diperoleh dari sensor Ds1820 menjadi nilai suhu. Kemudian perlu dilakukan
pengujian keakuratan terhadap hasil kalibrasi yang dihasilkan sensor Ds1820 dengan
termometer standar.
Pada pengujian ini dibutuhkan pengambilan data sebagai pembanding dari
nilai digital yang berasal dari sensor Ds1820 bagian atas dengan Ds1820 bagian
bawah untuk setiap perubahan 1 0C. Di bawah ini merupakan data yang didapat dari
sensor DS1820 bagian atas dan bagian bawah dengan Termometer Digital.
Tabel 4.3 Pengujian Ds18b20 Bagian Atas dengan Pembanding Termometer Digital
No.
Sensor Atas (oC)
Termo Digital (oC)
1
28.95
29
2
29.5
30
3
30.95
31
4
31.45
32
5
32.4
33
6
33.35
34
7
34.25
35
8
35.25
36
9
36.3
37
10
37.45
38
11
38.5
39
12
39.47
40
13
39.53
41
14
41.95
42
15
42.45
43
16
43.5
44
17
44.35
45
18
45.95
46
19
46.65
47
20
47.95
48
Universitas Sumatera Utara
41
Dari tabel di atas suhu diukur dari mulai pembacaan 29°C hingga suhu 48°C
thermometer digital sebagai perbandingan sensor Ds1820 bagian atas. Hasil yang
didapatkan hampir linear, hal ini ditunjukkan pada grafik diawah ini.
sensor atas
60
y = 0.0061x2 + 0.5354x + 8.1223
R² = 0.9976
50
40
30
20
10
0
0
Gambar 4.4
10
20
30
40
50
60
Grafik Pengujian Ds18b20 Bagian Atas dengan Pembanding
Termometer Digital
Pada tabel di bawah ini menunjukkan nilai sensor Ds1820 bagian bawah:
Tabel 4.4
Pengujian Ds18b20 Bagian Bawah dengan Pembanding Termometer
Digital
No.
Sensor Bawah (oC)
Termo Digital (oC)
1
28.95
29
2
29.45
30
3
30.95
31
4
31.45
32
5
32.2
33
6
33.65
34
7
34.5
35
8
35.95
36
9
36.45
37
Universitas Sumatera Utara
42
10
37.35
38
11
38.62
39
12
39.95
40
13
40.52
41
14
41.97
42
15
42.66
43
16
43.95
44
17
44.45
45
18
45.2
46
19
47.15
47
20
47.55
48
Dari tabel di atas suhu diukur dari mulai pembacaan 29°C hingga suhu 48°C
thermometer digital sebagai perbandingan sensor Ds1820 bagian atas. Hasil yang
didapatkan hampir linear, hal ini ditunjukkan pada grafik diawah ini.
sensor bawah
60
y = 0.0009x2 + 0.9331x + 0.8421
R² = 0.9978
50
40
30
20
10
0
0
Gambar 4.5
10
20
30
40
50
60
Grafik Pengujian Ds18b20 Bagian Bawah dengan Pembanding
Termometer Digital
Universitas Sumatera Utara
43
Dari grafik di atas pembacaan sensor Ds1820 membentuk grafik polynomial.
Dan apabila ditarik slope nya, maka didapat sebuah garis lurus yang medekati linear.
Dapat ditarik kesimpulan bahwa pengukuran sensor Ds1820 mendekati grafik linear.
4.6 Pengujian dan Analisa Driver L298N beserta Motor DC
Pada sistem pengaturan kecepatan motor, diberikan nilai digital yang akan
diuji untuk mendapatkan nilai tegangan yang dihasilkan oleh Driver Motor (L298N)
dan pengaruhnya terhadap motor. Nilai digital yang diberikan sejumlah dari beberapa
nilai bit (misalnya dari 15 sampai 225). Berikut listing program pengujian driver
motor L298N:
#include
#include
#include
// Declare your global variables here
#define PWM1 OCR1A
void maju()
{
PORTB.0 = 1;
PORTB.1 = 0;
OCR1A = 255;
}
void main(void)
{
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=(1
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem
Adapun diagram blok dari system yang dirancang,seperti yang diperlihatkan
pada gambar 3.1 di bawah ini:
PSA 5 V
DS18B20
1 wire
Load cell
HX711
LCD 16 X 2
Mikrokontroler
ATMega8535
Keypad
Driver
L298N
Kipas
Driver Relay
Pemanas
Gambar 3.1 Diagram Blok
Adapun fungsi tiap blok dari gambar diagram blok di atas adalah:
1. Blok Sensor DS18b20
: Sebagai sensor mengukur suhu di dalam inkubator.
2. Blok PSA 5V
: Sebagai sumber tegangan keseluruhan rangkaian
3. Blok LCD
: Penampil hasil pengukuran dan pemprosessan yang
dilakukan mikrokontroller
4. Blok Relay
: Mengendalikan aktif matinya pemanas
5. Blok Driver L298N
: Sebagai pengendali kipas
6. Load Cell
: Sebagai sensor mengukur berat benda.
Universitas Sumatera Utara
28
7. Kipas
: Untuk menyalurkan udara panas dari heater ke seluruh
bagian inkubator.
8. Pemanas
: Sebagai penghangat udara di dalam inkubator
9. Keypad
: Sebagai input setting suhu.
3.2
Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 dapat dilihat
pada gambar di bawah ini :
(1)
Gambar 3.2
(2)
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535(1)
Rangkaian pada Papan PCB (2)
Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari
seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC
Mikrokontroler ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Untuk men-download file heksadesimal kemikrokontroler, Mosi, Miso, Sck,
Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke USB via programmer.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki
17, 18, 19, 20 dan 1. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP
Programmer, maka pemrograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
mikrokontroler tidak akan bias merespon.
Universitas Sumatera Utara
29
3.3
Perancangan Sensor Ds18B20
Perancangan rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi tingkat suhu yang
terdpat pada cairan fluida baik di sensor bagian atas maupun bagian bawah. Menurut
datasheet, output yang dikeluarkan sensor DS1820 berupa konfigurasi angka 1 dan 0,
yang mana mengindikasikan suatu suhu tertentu, berikut adalah tabel yang
menjelaskan output sensor DS1820 beserta level pengukurannya.
Agar bagian data pada sensor Ds18b20 dapat membaca keadaan suhu, maka
diperlukan catu daya khusus yang di pasangkan ke bagian pin data dari sensor
Ds18b20. Untuk itu dipasangkan resistor pull-up yang diambil dari supply 5V ke
dan disambungkan ke pin data. Resistor yang digunakan bernilai 4700 ohm atau 4k7.
Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Ds18B20
3.4
Rangkaian Power Supplay
Rangkaian power supplay pada alat ini berfungsi sebagai sumber daya untuk
menghidupkaan sistem. Dalam rangkaian ini peneliti memakai IC regulator 7805
digunakan untuk menurunkaan tegangan 12 volt menjadi 5 volt. Dimana masukan
rangkaian ini adalah dari baterai sebesar 12 volt dan keluaran rangkaian ini sebesar 5
volt dan akan di pergunakan untuk menghidupkan sistem dalam penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 3.4 Rangkaian Power supplay.
3.5
Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display)
16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat
memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver
untuk
mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.
Gambar 3.5 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke
mikrokontroler.
Gambar 3.5 Rangkaian LCD
Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PC.2... PC.7, yang merupakan
pin I/O dua arah dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara
serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan
oleh Mikrokontroller ATMega8535.
Universitas Sumatera Utara
31
3.6
Rangkaian Driver Motor L298N
Pada alat ini driver motor yang dipakai adalah driver motor L298N.
Rangkaian ini berfungsi untuk mengontrol kecepatan dan arah pergerakan motor.
Driver motor L298N membutuhkan 6 pin mikrokontroler namun pada rangkaian ini
hanya menggunakan 3 pin mikrokontroler karena hanya menggerakkan satu buah
motor saja yaitu pin B0, B1, dan OCR1A.
Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor L298N
3.7
Rangkaian Relay
Pada alat ini dipasang relay untuk mengendalikan ON/OFF pemanas. Relay
dipasang dengan kondisi Normally close.
Gambar 3.8 Rangkaian Skematik Relay
Universitas Sumatera Utara
32
3.8
Rangkaian Loadcell dan Penguat HX711
Pada alat ini dipasang sensor loadcell dengan berat maksimal 6 kg. pada
rangkaian ini loadcell dipasang penguat khusus untuk loadcell yaitu HX711. Berikut
adalah gambar skematik modul HX711:
Gambar 3.10 Skematik Modul HX711
3.9
Rangkaian Keypad
Proses scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4×4
untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari
kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Program
untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama.
Data port mikrokontroler, misalkan pada SW2 = 1011 0111 tersebut terbagi dalam
nible atas dan nible bawah dimana data nible atas (1011) merupakan data yang kita
kirimkan sedangkan data nible bawah (0111) adalah data hasil pembacaan penekanan
tombol keypad SW2 pada proses scaning matrix keypad 4×4 ini.
Universitas Sumatera Utara
33
Gambar 3.11 Rangkaian Keypad
Mengirimkan logika Low untuk kolom 1 (Col1) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 2 (Col2) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 3 (Col3) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
Universitas Sumatera Utara
34
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 4 (Col4) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan
maka data pembacaan baris akan 1111.
Universitas Sumatera Utara
35
3.12 Flowchart
Mulai
Inisialisasi sistem
Blower On
Mikrokontroler ATmega8535
Konfigurasi
Set
Suhu Max
Suhu Min
OK
OK
Inisialiasasi DS18B20
Tidak
Device Terdeteksi
Ya
Tidak
Baca nilai tempertatur
Suhu DS18B20 atas > max
Tidak
Suhu DS18B20 bawah >max
Tampilkan LCD
Matikan Pemanas/
Blower OFF
Selesai
Gambar 3.11 Flowchart
Universitas Sumatera Utara
36
BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan
dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai
sumber tegangan. Kaki 10 dan 30 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt,
sedangkan kaki 11 dan 31 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada
kaki 10 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan
tegangan pada kaki 10 sebesar 4,93 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan
program sederhana pada mikrokontroler ATMega 8535 untuk menguji port port yang
terdapat pada AtMega8535, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
#include
#include
#include
while (1)
{
// Place your code here
PORTA = 0xFF;
PORTB = 0xFF;
PORTC = 0xFF;
PORTD = 0xFF;
delay_ms(2000);
PORTA = 0x00;
PORTB = 0x00;
PORTC = 0x00;
PORTD = 0x00;
delay_ms(2000);
}
Pengujian port ini dilakukan untuk mengetahui apakah seluruh pin yang ada
pada mikrokontroller AtMega8535 bekerja ataupun berfungsi dengan baik.
Universitas Sumatera Utara
37
Tabel 4.1 Pengujian Port ATMega8535
Port Mega8535
Vout (V)
PortA
4.93
PortB
4.93
PortC
4.93
PortD
4.93
Gambar 4.1 Pengujian PORT
4.2. Pengujian Power Supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan
yang dibutuhkan alat adalah 5 volt. Pengujian power supply dilakukan untuk
mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 volt.
Tabel 4.2 Pengujian Vin dan Vout
Vin (V)
Vout (V)
12
5.01
Universitas Sumatera Utara
38
Gambar 4.2 Pengujian Vout Power Supply
4.3
Pengujian Rangkaian Interfacing LCD 16x2
LCD dot matriks 16 x 2 karekater dapat dihubungkan langsung dengan
mikrokontroler ATMega8535, disini fungsi LCD adalah sebagai tampilan hasil
pengukuran dan diberi beberapa keterangan. Pada penelitian ini LCD dihubungkan
ke mikrokontroler melalui PortC.2 ~ PortC.7 yang berfungsi bus data. Adapaun data
yang dikirimkan oleh mikrokontroler merupakan kode ASCII data dalam bentuk
bilangan biner, dimana data tersebut dapat diterjemahkan oleh LCD ke bentuk
karakter.
Pengiriman data yang dari mikrokontroler diatur oleh pin EN, RS dan RW.
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberi tahu LCD bahwa
ada data yang sedang dikirimkan. Untuk mengirim data ke LCD, maka melalui
program EN harus dibuat berlogika “low” dan set (high) pada dua jalur kontrol yang
lain (RS dan RW). Jalur RW adalah jalur kontrol Read/write. Ketika RW berlogika
low (0), maka informasi pada bus akan dituliskan pada LCD. Ketika RW berlogika
high (1), maka program melakukan pembacaan memori dari LCD. Dalam penelitian
ini umumnya pin RW selalu diberikan logika low(0).
RS dihubungkan ke Port C2, Enable dihubungkan ke Port C3, RW
dihubungkan ke ground, DB4 dihubungkan ke Port C4, DB5 dihungkan ke Port C5,
DB6 dihubungkan ke Port C6, DB7 dihubungkan ke Port C7.
Dengan mengikuti keterangan diatas kita dapat membuat program untuk
menampilkan karakter pada LCD. Program yang diisikan ke mikrokontroler untuk
menampilkan karakter pada LCD adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
39
#include
#include
//fungsi library LCD
#include
// fungsi bahasa c
void main()
{
lcd_init(16);
while(1)
{
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts("tes");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts("fatya amy");
}
}}
Program diatas akan menampilkan kata “tes” di baris pertama dimulai dari
kolom pertama pada LCD 16x2, baris kedua menampilkan “fatya amy”. `Pada
penelitian ini, saat seluruh rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan tampil waktu
pada baris pertama,
Gambar 4.3 Pengujian LCD 16x2
Universitas Sumatera Utara
40
4.4
Pengujian dan Kalibrasi Sensor Suhu Ds18b20
Pada pembacaan sensor Ds18b20 yang terbaca masih merupakan nilai bit
(data), sehingga diperlukan pengubahan dari penubahan dari pada pembacaan data
yang diperoleh dari sensor Ds1820 menjadi nilai suhu. Kemudian perlu dilakukan
pengujian keakuratan terhadap hasil kalibrasi yang dihasilkan sensor Ds1820 dengan
termometer standar.
Pada pengujian ini dibutuhkan pengambilan data sebagai pembanding dari
nilai digital yang berasal dari sensor Ds1820 bagian atas dengan Ds1820 bagian
bawah untuk setiap perubahan 1 0C. Di bawah ini merupakan data yang didapat dari
sensor DS1820 bagian atas dan bagian bawah dengan Termometer Digital.
Tabel 4.3 Pengujian Ds18b20 Bagian Atas dengan Pembanding Termometer Digital
No.
Sensor Atas (oC)
Termo Digital (oC)
1
28.95
29
2
29.5
30
3
30.95
31
4
31.45
32
5
32.4
33
6
33.35
34
7
34.25
35
8
35.25
36
9
36.3
37
10
37.45
38
11
38.5
39
12
39.47
40
13
39.53
41
14
41.95
42
15
42.45
43
16
43.5
44
17
44.35
45
18
45.95
46
19
46.65
47
20
47.95
48
Universitas Sumatera Utara
41
Dari tabel di atas suhu diukur dari mulai pembacaan 29°C hingga suhu 48°C
thermometer digital sebagai perbandingan sensor Ds1820 bagian atas. Hasil yang
didapatkan hampir linear, hal ini ditunjukkan pada grafik diawah ini.
sensor atas
60
y = 0.0061x2 + 0.5354x + 8.1223
R² = 0.9976
50
40
30
20
10
0
0
Gambar 4.4
10
20
30
40
50
60
Grafik Pengujian Ds18b20 Bagian Atas dengan Pembanding
Termometer Digital
Pada tabel di bawah ini menunjukkan nilai sensor Ds1820 bagian bawah:
Tabel 4.4
Pengujian Ds18b20 Bagian Bawah dengan Pembanding Termometer
Digital
No.
Sensor Bawah (oC)
Termo Digital (oC)
1
28.95
29
2
29.45
30
3
30.95
31
4
31.45
32
5
32.2
33
6
33.65
34
7
34.5
35
8
35.95
36
9
36.45
37
Universitas Sumatera Utara
42
10
37.35
38
11
38.62
39
12
39.95
40
13
40.52
41
14
41.97
42
15
42.66
43
16
43.95
44
17
44.45
45
18
45.2
46
19
47.15
47
20
47.55
48
Dari tabel di atas suhu diukur dari mulai pembacaan 29°C hingga suhu 48°C
thermometer digital sebagai perbandingan sensor Ds1820 bagian atas. Hasil yang
didapatkan hampir linear, hal ini ditunjukkan pada grafik diawah ini.
sensor bawah
60
y = 0.0009x2 + 0.9331x + 0.8421
R² = 0.9978
50
40
30
20
10
0
0
Gambar 4.5
10
20
30
40
50
60
Grafik Pengujian Ds18b20 Bagian Bawah dengan Pembanding
Termometer Digital
Universitas Sumatera Utara
43
Dari grafik di atas pembacaan sensor Ds1820 membentuk grafik polynomial.
Dan apabila ditarik slope nya, maka didapat sebuah garis lurus yang medekati linear.
Dapat ditarik kesimpulan bahwa pengukuran sensor Ds1820 mendekati grafik linear.
4.6 Pengujian dan Analisa Driver L298N beserta Motor DC
Pada sistem pengaturan kecepatan motor, diberikan nilai digital yang akan
diuji untuk mendapatkan nilai tegangan yang dihasilkan oleh Driver Motor (L298N)
dan pengaruhnya terhadap motor. Nilai digital yang diberikan sejumlah dari beberapa
nilai bit (misalnya dari 15 sampai 225). Berikut listing program pengujian driver
motor L298N:
#include
#include
#include
// Declare your global variables here
#define PWM1 OCR1A
void maju()
{
PORTB.0 = 1;
PORTB.1 = 0;
OCR1A = 255;
}
void main(void)
{
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=(1