ANALISIS DAN PERANCANGAN
3.3. Flowchart Sistem
Gambar 3.5 Flowchart Sistem 3.4. Perancangan Sistem
Perancangan terdiri 3 bagian utama yaitu perancangan sistem perangkat keras (konstruksi), perancangan perangkat elektronika dan perancangan sistem perangkat lunak. Perangkat keras (konstruksi) yang dimaksud adalah komponen fisik yang digunakan untuk membentuk kerangka sistem, bagian pendingin dan pemanas sistem dan bagian sensor sistem.
Perangkat elektronika yang digunakan untuk pembuatan sistem terdiri dari beberapa bagian utama yaitu sirkuit utama (main board) dan bagian sensor (sensor board). Setiap komponen ini membutuhkan antarmuka yang merupakan jalur komunikasi dengan komponen lainnya. Perancangan antarmuka harus dilakukan dengan sebaik mungkin dan diperhatikan kelebihan dan kekurangannya. Sebelum perangkat keras di implementasikan kedalam bentuk nyata, akan lebih baik menggunakan software simulasi dan diagram untuk mengurangi kerugian biaya yang ditimbulkan akibat kerusakan komponen.
Dalam perancangan sistem, perancangan elektronika merupakan nilai yang memiliki bobot yang lebih dari perancangan lainnya. Dalam perancangan elektronika diharapkan komunikasi antar komponen dapat berlangsung dengan baik sehingga dapat saling mengerti aksi dan reaksi dari masing-masing komponen. Dengan adanya perancangan antarmuka elektronika yang baik maka akan berpengaruh kepada perancangan perangkat lunak yang efisien. Perancangan elektronika yang baik harusnya tidak menimbulkan bug ke dalam sistem dan mempermudah pengerjaan programming serta proses trail and error nantinya. Selain itu perancangan elektronika juga harus memperhatikan jumlah komponen yang akan digunakan.
Perancangan perangkat lunak terdiri dari beberapa modul program yang ditampilkan dalam bentuk flowchart yang berfungsi untuk mengontrol kerja dari komponen-komponen utama perangkat keras. Modul program yang dibuat untuk mengontrol perangkat keras yaitu : modul sensor dan program utama yang mencakup modul-modul yang dibuat serta perancangan perangkat lunak berbasis mikrokontroller sebagai media inputan untuk sistem. Dari program utama ini nantinya akan dipanggil fungsi dari modul program lainnya yang dibutuhkan untuk eksekusi perintah.
Dalam perancangan robot ada tiga hal yang penting untuk diperhatikan yaitu, perancangan hardware, perancangan elektronika dan perancangan sistem perangkat lunak. Tiga hal penting tersebut akan menjadi tolak ukur keberhasilan cara kerja pada sistem.
3.4.1. Perancangan Perangkat Keras
Sistem pengatur suhu pada bathup yang akan dibangun dirancang agar dapat merubah suhu dengan baik sesuai dengan cara kerja nya. Ada beberapa hal yang menjadi fokus
dalam tahap perancangan sistem yaitu desain konstruksi utama dan sensor.
3.4.1.1. Konstruksi Utama
Kerangka adalah konstruksi yang nantinya akan menentukan desain, bentuk dan ukuran dari komponen fisik lainnya. Fungsi utama dari kerangka adalah sebagai tempat atau kedudukan seluruh komponen sistem.
Kerangka sistem pengatur suhu air dibuat menggunakan triplek yang berukuran 54 cm x 36 cm dan dilapisi dengan karton putih dan plastik.
3.4.1.2. Konstruksi Sensor Suhu
Sensor suhu berfungsi sebagai alat pengukur suhu yang mengirimkan data secara analog. Pada sistem ini menggunakan 2 sensor suhu yaitu sensor suhu LM35 dan digital temperature sensor DS18B20 dimana sensor suhu tersebut diletakkan di tempat yang berbeda. Sensor suhu LM35 diletakkan diluar ruangan yang berada di satu board dengan mikrokontroller arduino UNO sebagai prosessor, berfungsi untuk mengukur suhu diluar ruangan dengan memanfaatkan koneksi bluetooth sebagai media koneksi data antar mikrokontroller. Dan sensor suhu digital DS18B20 diletakkan didalam bathup berfungsi mengukur suhu air.
3.4.1.3. Konstruksi Pemanas dan Pendingin Air 3.4.1.3.1. Konstruksi Pemanas Air
Elemen pemanas air akan diletakkan didalam bathup dan bersentuhan langsung dengan air. Dengan membuat celah didalam bathup sebagai jalur daya dan jalur control dari mikrokontroller arduino.
3.4.1.3.2. Konstruksi Pendingin Air
Proses mendinginkan air membutuhkan beberapa alat yang saling berhubungan satu sama lain yakni pompa air, heat sink fan, dan thermoelectric cooler (peltier). Proses pendinginan air terdiri dari beberapa cara sebagai berikut :
1. Air akan dipompa dari dalam bathup ke tabung pendingin
2. Tabung pendingin peltier dan heat sink fan memulai proses pendinginan air.
3. Air yang telah didinginkan akan masuk kembali kedalam bathup, lalu masuk antrian air baru yang belum didinginkan. Begitu seterusnya sirkulasi air antara pompa air dan tabung pendingin hingga seluruh air sesuai dengan suhu dingin yang di inginkan.
3.4.2. Perancangan Perangkat Elektronika
Perancangan perangkat elektronika berhubungan dengan perancangan mikrokontroller, papan sensor suhu, LCD 16x2 dan power supply. Pada sistem ini menggunakan 2 papan mikrokontroller yaitu papan mikrokontroller diluar ruangan dan disamping bathup.
Papan mikrokontroller diluar ruangan menggunakan mikrokontroller Arduino NANO sebagai prosesssor untuk bluetooth HC-05 dan sensor suhu LM35. Sedangkan papan mikrokontroller yang berada disamping bathup menggunakan mikrokontroller Arduino UNO sebagai prosessor dan pengolah data untuk bluetooth HC-05, sensor suhu digital DS18B20, power supply, pemanas air, pendingin air dan LCD 16x2. Kedua mikrokontroller ini akan saling berhubungan dengan koneksi bluetooth HC-05.
LCD 16x2 memiliki 3 fungsi utama yakni : menampilkan suhu diluar ruangan dan suhu didalam air, memberi inputan nilai suhu secara manual, dan memberi pemberitahuan saat suhu telah mencapai target.
Papan sensor suhu berfungsi untuk menempatkan sensor serta sebagai jalur komunikasi antara sensor dengan main board.
Sumber tegangan (power supply) dibutuhkan untuk memberikan sumber tenaga teregulasi untuk membagikan tegangan sesuai dengan kebutuhan masing-masing komponen. Pada pengaplikasiannya, main board yang terletak diluar ruangan maupun disamping bathup membutuhkan tegangan 5 V untuk beroperasi secara stabil, sedangkan sistem membutuhkan daya 12 V untuk mendinginkan dan 220 V untuk memanaskan air.
3.4.2.1.Perancangan Board Mikrokontroller Arduino UNO
Rangkaian sistem beserta komponen-komponen lain yang terhubung pada board mikrokontroller Arduino UNO dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1 Rancangan Board Mikrkontroller Arduino UNO
No Nama Barang Banyak Fungsi Keterangan
1. Mikrokontroller Arduino UNO (ATmega328)
Gambar 3.6 Perancangan Board Mikrokontroller Arduino UNO
3.4.2.2.Perancangan Board Mikrokontroller Arduino NANO
Rangkain sistem serta beserta komponen-komponen lain yang terhubung pada mikrokontroller Arduino NANO dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut.
Tabel 3.2 Rancangan Board Mikrokontroller Arduino Nano
No Nama Barang Banyak Fungsi Keterangan
1. Mikrokontroller Arduino NANO (ATmega328)
1 Prosessor Utama
2. Pin A0 1 Data input sensor
LM35
3. VCC (5V) 2 Tegangan positif
(5V)
- Sensor LM35 - Bluetooth HC-05
4. GND 2 Tegangan negative
(-5V)
- Bluetooth HC-05 - Sensor LM35
5. RX 1 Menerima data TX Bluetooth HC-05
6. TX 1 Mengirim data RX Bluetooth HC-05
Gambar 3.7 Perancangan Board Mikrokontroller Arduino NANO
BAB IV