11. AREF Tegangan referensi untuk ADC
3.4 Perancangan hardware
3.4.1 Rangkaian Mikrokontroller
Rangkaian sistem minimum mikrokontroller ATMega 8535 dapat dilihat pada gambar 3.2 dibawah ini :
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535
Mikrokontroler berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang dibuat. Adapun komponen dari rangkaian tersebut adalah IC Mikrokontroller ATMega 8535. Program atau perangkat lunak di isi pada memory flash IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan. Arsitektur AVR terdiri atas dua memori utama, yaitu data memori dan memori program . Sebagai tambahan fitur dari ATMega 8535, terdapat EEPROM 512 byte sebagai memori data dan dapat diprogram pada saat opreasi. ATMega 8535 terdiri atas 8k byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk penyimpanan program Karena
PC6/TOSC1
33 PB2/AIN0/INT2PB3/AIN1/OC0PB0/T0/XCKPB6/MISOPB5/MOSIPB4/SSPB1/T1 7654321 PB7/SCK 8
PD6/ICP1 20 PD5/OC1A 19 PD4/OC1BPD3/INT1PD2/INT0PD0/RXDPD1/TXD 1817161514
PD7/OC2 21
seluruh intruksi AVR dalam bentuk 16 bit atau 32 bit, maka Flash dirancang dengan komposisi 4k x 16.
Feature Mikrokontroler AVR ATMega 8535
Mikrokontroler AVR dengan konsumsi daya rendah (2,7 Vdc – 5,5 Vdc)
Arsitektur dasar RISC dengan 32 buah register 8 bit
8 KB memori ISP dengan 10.000 siklus pemrograman
EEPROM sebesar 512 byte
SRAM sebesar 512 byte
Program bisa dikunci/ di lock
32 line I/O (Port A, Port B, Port C dan Port D) yang dapat di program
3 buah timer denga 2 biauh timer 8 bit dan 1 buah timer 16 bit
4 Chanel PWM
Real time controler yang terpisah denga Oscilator
8 Chanel Line analog dengan ADC 10 Bit (Port A)
Komparator analag yang terintegrasi di dalam chip
Two wire serial Interface
Port antarmuka SPI
Port USART untuk komunikasi serial
Pada rancangan ini, mikrokontroler atmega 8535 berfungsi membaca masukan dari sensor dan menolah data tersebut kemudian mengeluarkannya sebagai output. Data sensor pressture akan diubah menjadi data digital oleh ADC internal atmega 8535 kemudian dikalibrasi menjadi nilai tekanan sebenarnya. Terdapat 2 buah sensor yang dipasang pada awal dan akhir saluran pipa untuk mendeteksi kondisi pipa yang mendapat tekanan dari pompa air. Mikrokontroler akan mendeteksi ada tidak nya kebocoran pipa melalui penurunan tekanan secara drastis.
3.4.2 Sensor Pressture Transmiter
Gambar 3.3 Rangkaian pressture Transmiter pada Atmeg 8535
Pressure Transmitter adalah sensor tekanan yang dilengkapi rangkaian signal conditioning sehingga sinyal dari sensor tekanan dapat secara oangsung oleh mikrokontroler. Pressure Transmitter dipacking dan dikemas di dalam satu kapsul yang terbuat dari stainless steel. Sedangkan konektornya adalah konektor hirschmann dengan 4 pin. Housing dari Pressure Transmitter ini harus tertutup rapat agar didapatkan hasil stabil, linear dan nilai histeresis dapat diabaikan serta tahan tekanan dan goncangan. Sinyal output dari Sensor Transmitter masuk ke dalam rangkaian Interface Analog Input yaitu rangkaian konverter Analog to Digital (ADC) . Rangkaian Interface Analog ini berfungsi mengubah sinyal listrik analog dari sensor transmitter menjadi sinyal digital. Nilai data dari sensor kemudian dikalibrasi oleh mikrokontroler melalui program yang dibuat.
3.4.3 Rangkaian display LCD ( Liquid Crystal Display )
LCD ( Liquid Crystal Display ) yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini berfungsi sebagai output sistem yaitu bagian yang memberikan hasil olahan atau hasil proses sistem oleh mikrokontroler .
PC6/TOSC1 33 PB3/AIN1/OC0PB2/AIN0/INT2PB0/T0/XCKPB6/MISOPB5/MOSIPB4/SSPB1/T1 7654321
PB7/SCK 8
PD6/ICP1 20 PD5/OC1A 19 PD4/OC1BPD3/INT1PD2/INT0PD0/RXDPD1/TXD 1817161514
PD7/OC2 21
Gambar 3.4 Rangkaian LCD pada Atmega 8535.
Dari gambar tersebut rangkaian LCD dapat dengan mudah dihubungkan dengan ATMega 8535 yaitu melalui port paralel. LCD yang digunakan dalam rancangan adalah tipe M1632 yaitu LCD 2 X16 dimana ukuran display 2 baris 16 kolom , yang mempunyai 16 pin konektor, sehingga hanya mampu menampilkan angka, huruf, dan simbol sebanyak 2 baris dan disetiap baris mampu menampilkan 16 karakter. Pin – pin pada LCD terhubung langsung ke pin – pin atmega 8535 tanpa harus melalui interface.
3.4.4 NODE MCU V3
Node MCU V3 adalah sebuah modul interface yang berfungsi sebagai perantara untuk mengirim dan menerima data dari jaringan internet. Dalam rancangan ini data akan dikirim ke server Thinkspeak agar dapat diakses oleh user dari mana saja. Node MCU diprogram untuk mengirim data kealamat thinkspeak tertentu. Node MCU menerima masukan dari atmega 8535 melalui port serial dan memproses data tersebut sesuai protokol internet kemudian mengirimnya ke hotspot melalui koneksi WiFi. Hotspot yang mendapat data dan alamat tersebut kemudian mengirim data ke server yang dituju. Dengan demikian user dapat mengakses data tekanan dengan
33 PB3/AIN1/OC0PB2/AIN0/INT2PB0/T0/XCKPB6/MISOPB5/MOSIPB4/SSPB1/T1 7654321 PB7/SCK 8
PD6/ICP1 20 PD5/OC1A 19 PD4/OC1BPD3/INT1PD2/INT0PD0/RXDPD1/TXD 1817161514
PD7/OC2 21
Gambar 3.5 Rangkaian NODE MCU pada Atmega 8535.
3.4.4 Rangkaian Keseluruhan
Cara kerja dari rangkaian keseluruhan adalah alir di mulai dengan menentukan parameter input – output dan nilai awal. Kemudian program akan mulai membaca masukan dari sensor. Sinyal analog kedua sensor diubah menjadi data digital oleh ADC internal dan dikalibrasi menjadi nilai tekanan sebenarnya. Kedua nilai tekanan dibandingkan , jika terdeteksi penurunan tekanan yang cepat maka program akan
PC6/TOSC1
33 PB2/AIN0/INT2PB3/AIN1/OC0PB0/T0/XCKPB6/MISOPB5/MOSIPB4/SSPB1/T1 7654321 PB7/SCK 8
PD6/ICP1 20 PD5/OC1A 19 PD4/OC1BPD3/INT1PD2/INT0PD0/RXDPD1/TXD 1817161514
PD7/OC2 21
33 PB3/AIN1/OC0PB2/AIN0/INT2PB0/T0/XCKPB6/MISOPB5/MOSIPB4/SSPB1/T1 7654321 PB7/SCK 8
PD6/ICP1 20 PD5/OC1A 19 PD4/OC1BPD3/INT1PD2/INT0PD0/RXDPD1/TXD 1817161514
PD7/OC2 21
mengidentifikasinya sebagai kebocoran pada pipa. Program akan menampilkan status pipa dan nilai tekanan yang terbaca oleh sensor. Selain menampilkannya pada display ,data juga akan dikirim ke server thinkspeak melalui jaringan yang ada yaitu hotspot internet.