3.1 Perancangan Diagram Blok Sistem
Adapun diagram blokdarisistem yang dirancangadalahseperti yang diperlihatkanpadagambar 3.1.1.berikutini :
LASER FIBER OPTIK SPEAKER FIBER OPTIK OPT 101
ATMEGA8
DRIVER RELAY RELAY
SIGNAL GENERATOR
LCD
Gambar 3.1. Diagram Blok
3.1.1 Fungsi dari setiap blok
1. Speaker : Sebagai sumber getaran.
1. Blok Arduino mega8 : sebagai controller
2. Fiber Optik : Sebagai transmitter dan receiver 3. Blok LCD : Sebagai output tampilan
4. Laser : Sebagai media yang dipancarkan ke objek sampai ke sensor
5. Sensor Photodioda Opt 101 : Sebagai detektor cahaya 6. Sinyal Generator : Sebagai pembangkit frekuensi 7. Relay : Sebagai output on/off speaker
20
3.2. Perancangan Rangkaian Power Supply
Gambar 3.2.rangkaian power supply
Rangkaian power supplay dapat ditunjukkan pada gambar 3.2 seperti diatas.Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke motor dan kipas 12 V DC.
3.3. Perancangan Rangkaian Relay
Relay merupakan saklar remote listrik yang memungkinkan pengguna arus kecil seperti Arduino Uno, mengontrol arus yang lebih besar relay adalah sebagai saklar yang dapat dikontrol oleh Arduino Uno. Namun relay belum dapat dikontrol oleh Arduino Uno secara langsung, karena arus output Arduino Uno sangat kecil sehingga diperlukan rangkaian tambahan, berikut rangkaian relay.
21
Gambar 3.3. Rangkaian Relay
3.4 Perancangan Rangkaian LCD
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 3.6 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Gambar 3.4.Rangkaian LCD
Dari gambar 3.6, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535.
22
3.5 Perancangan Rangkaian Modul Suara DFPlayer mini MP3 (Speaker)
Gambar 3.5.Rangkaian Modul Suara DFPlayer mini MP3
Modul DFPLayer Mini adalah sebuah modul MP3 serial yang menyediakan kesempurnaan integrasi MP3, WMV perangkat kerasdecoding.
Sedangkan perangkat lunaknya mendukung driver TF card, mendukung sistem file FAT16, FAT32. Dan speaker adalah Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi Frekuensi Audio (sinyal suara) yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan cara mengetarkan komponen membran pada Speaker tersebut sehingga terjadilah gelombang suara.
3.6. Perancangan Rangkaian Photodioda
Rangkaian Sensor Infrared & Photo Dioda Rangkaian Sensor Infrared dengan Photo Dioda Keunggulan photodioda dibandingkan LDR adalah photodioda lebih tidak rentan terhadap noisekarena hanya menerima sinar infrared, sedangkan LDR menerima seluruh cahaya yang adatermasuk infrared.Rangkaian yang akan kita gunakan adalah seperti gambar di bawah ini.
23
Gambar 3.6.Rangkaian Photodioda
Rangkaian Sensor Infrared dengan Photo Dioda Keunggulan photodioda dibandingkan LDR adalah photodioda lebih tidak rentan terhadap noisekarena hanya menerima sinar infrared, sedangkan LDR menerima seluruh cahaya yang adatermasuk infrared.Rangkaian yang akan kita gunakan adalah seperti gambar di bawah ini.Pada saat intensitas Infrared yang diterima Photodiode besar maka tahanan Photodiode menjadikecil, sedangkan jika intensitas Infrared yang diterima Photodiode kecil maka tahanan yangdimiliki photodiode besar.Jika tahanan photodiode kecil maka tegangan V- akan kecil.
3.7 Perancangan Rangkaian Sinyal Generator
Laser yang digunakan sebagai transmitter ingin dikedipkan dengan frekuensi tetap 3,000 Hz agar dapat dideteksi receiver.Pengkedipan ini dilakukan dengan menggunakan osilator 555 sebagai astable multivibrator sehingga dihasilkan gelombang persegi, seperti yang dapat dilihat pada gambar gelombang transmitter di osiloskop pada Lampiran 4.Bukit dan lembah gelombang ini memperlihatkan bagian on dan off tegangan yang dihasilkan. Tegangan laser akan ditingkatkan pada bukit (bagian on). Peningkatan tegangan ini dilakukan agar cahaya laser lebih terang dan jangkauan semakin jauh, serta membuang gangguan dari cahaya lain.
Peningkatan tegangan yang dilakukan pada frekuensi tinggi dapat menyebabkan laser cepat putus (rusak) dan boros baterai.Hal ini dapat dihindari dengan mengatur lebar bukit dan lembah gelombang.Lebar bukit dapat dibuat
24
pendek sehingga waktu tegangan tinggi cepat dan lebar lembah panjang sehingga waktu tegangan off lama.Oleh karena itu dibutuhkan teknik osilator yang dapat menghasilkan lebar pulsa tersebut dengan frekuensi yang tetap, yaitu Pulse Width Modulation (PWM).
3.8 Jarak Transmitter-Receiver
Jarak transmitter-receiver diuji setiap 50 m hingga lebih dari 100 m.
Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui berapa jarak maksimum yang dapat dicapai sensor.
3.9. Sumber Cahaya Lain
Sumber cahaya lain seperti cahaya mata hari pada siang dan sore hari serta lampu neon pada malam hari dapat menimbulkan noise yang mempengaruhi sistem transmitter-receiver. Sensor diletakkan pada jarak 3 m dari lampu neon.Kondisi ini dibuat untuk melihat pengaruh noise tersebut terhadap sistem.
3.10. Frekuensi yang Diterima
Frekuensi yang diterima rangkaian sensor penerima dapat dilihat pada saat pengujian menggunakan osiloskop.Frekuensi yang diterima harus tetap pada duty cycle transmitter yang diubah-ubah.
3.11. Tegangan yang Diterima
Tegangan yang diterima rangkaian sensor penerima dapat dilihat pada saat pengujian menggunakan osiloskop.Tegangan yang diukur adalah tegangan sinyal setelah melewati penguatan sebelum komparator. Hasil pengukuran parameter ini digunakan untuk melihat apakah penguatan tegangan yang dirancang sudah optimal untuk menguatkan tegangan hingga lebih besar dari tegangan set komparator.
25
3.12. Jarak antar Fotodioda
Jarak antar fotodioda pada receiver juga akan diukur untuk diuji keandalan penggunaannya. Jarak antar fotodioda dicoba pada jarak 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, dan 6 cm. Cahaya laser fokus pada satu titik pada saat dekat dan menyebar menjadi titik dengan diameter yang lebih besar pada saat jauh. Jarak antar fotodioda yang diinginkan yaitu dapat mendeteksi sinar laser pada saat jarak transmitter-receiver dekat dan jauh.
26
3.13.Flowchart
Gambar 3.7.Flowchart