BAB III PERANCANGAN PENELITIAN
3.2. Perancangan Hardwere
Ada beberapa komponen dalam perancangan sub system perangkat keras pemilah kematangan buah pisang, di antaranya yaitu:
1. 2 conveyor sebagai sistem mekanik yang mempunyai fungsi memindahkan barang dari satu tempat ketempat yang lain.
2. Minimum system ATmega32sebagaiI/O untuk mengontrol atau mengendalikan driver motor dan photodioda yang telah diprogram dalam mikrokontroler
ATmega32 pada conveyor serta sebagai pengolah data serial yang dikirimkan dari komputer melalui USB to TTL converter.
3. Sensor cahaya digunakan untuk mendeteksi benda yang diletakan pada conveyor. Cara kerjanya yaitu jika sensor photodioda terhalang oleh benda atau mendeteksi benda, maka motor pada conveyor akan berhenti.
4. Penguat tegangan berfungsi menyediakan suatu tegangan keluaran dc tetap yang tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan masukan.
5. Rangkaian Driver motor + limit switch untuk pengendalian kecepatandan putaran motor DC.
3.2.1. Perancangan Mekanik Conveyor
Pada tahap ini dilakukan perancangan mekanik dari conveyor tersebut, antara lain mendesain ukuran conveyor, penggunaan bahan dasar untuk conveyor yaitu papan kayu tipis setebal 3mm danpipa plastic 3 inci, ukuran belt 20cm untukconveyor satu dan 22cm untuk conveyor dua, panjang conveyor satu 100 cm, panjang conveyor dua 300 cm, dan kotak penampung berukuran 20cm x 20cm x 15cm terbuat dari papan kayu tipis. Pendesainan conveyor menggunakan software autocad 2010. Dalam desain terdiri dari dua Conveyor yaitu conveyor pertama untuk menggerakkan pisang dan conveyor kedua untuk menggerkkan tempat buah pisang. Gambar 3.2 adalah detail dari Conveyor. Motor yang digunakana dalah 2 Motor Dc 24V 2A untuk conveyor kedua, sedangkan yang digunakan pada conveyor pertama menggunakan Motor Dc 24v 1A.
Gambar 3.2 Desain conveyor.
3.2.2. Minimum System ATmega32
Rangkaian minimum system berfungsi sebagai I/O untuk mengontrol atau mengendalikan driver motor dan photodiode yang telah diprogram dalam mikrokontroler ATmega32 pada conveyor serta sebagai pengolah data serial yang dikirimkan dari komputer melalui USB to TTL converter. Mikrokontroler membutuhkan minimum system yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu rangkaian osilator dan rangkaian reset.
Untuk rangkaian osilator digunakan crystal dengan frekuensi sebesar 11,0592 MHz dan menggunakan kapasitor 22 pf pada pin XTAL1 dan XTAL2 di mikrokontroler. Rangkaian osilator ini berfungsi sebagai sumber clock bagi mikrokontroler. Pemberian kapasitor bertujuan untuk memperbaiki kestabilan frekuensi yang diberikan oleh osilator eksternal. Gambar 3.4 menunjukan rangkaian osilator.
Gambar 3.3. Rangkaian Osilator ATmega32 [10]
Perancangan rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler dapat diulang dari awal. Saat tombol reset ditekan maka mikrokontroler mendapat input logika rendah, sehingga akan me-reset seluruh proses yang sedang dilakukan mikrokontroler. Gambar 3.5 adalah rangkaian reset untuk ATmega32.
Gambar 3.4. Rangkaian Reset ATmega32 [10]
Pada gambar 3.4 terdapat resistor yang memiliki resistansi sebesar 4,7 KΩ yang
difungsikan sebagai pull up. Resistor pull-up eksternal dapat digunakan untuk menjaga agar pin RESET tidak berlogika 0 secara tidak disengaja.Kapasitor 10nF digunakan untuk menghilangkan noise yang disusun seri dengan resistor. Rangkaian reset minimum system ATmega32 merupakan gabungan dari rangkaia push-button dan low-pass filter.
3.2.3. Sensor Photodioda
Sensor photodioda digunakan untuk mendeteksi benda yang diletakan pada conveyor. Cara kerjanya yaitu jika sensor photodioda terhalang oleh benda atau mendeteksi benda, maka motor pada conveyor akan berhenti. Rangkaian sensor photodioda ditunjukan oleh Gambar 3.5. rangkaian pertama digunakan untuk menghentikan conveyor pertama ketika sensor terhalang pisang, agar pisang dapat dideteksi level kematangannya. Sedangkan rangkaian kedua digunakan untuk menghitung kotak pada conveyor kedua untuk menempatkan pisang sesuai dengan tempatnya.
Gambar 3.5. Rangkaian Sensor Photodioda
Dengan nilai vcc sebesar 5 volt dan arus maksimal infrared 100mA, maka hambatan dapat dihitung menggunakan rumus :
� = ���� sehingga, R = 5
��= 50 Ω
Karena nilai resistor sebesar 50Ω tidak tersedia di pasaran dan agar infrared tidak kelebihan arus,maka digunakan resistor sebesar 100 Ω. Sedangkan untuk nilai hambatan
sensor photodioda menggunakan resistor yang mengacu pada gambar 2.21 dan persamaan 2.14 sehingga diperoleh nilai hambatan antara 6,25 KΩ – 25 KΩ. Pada perancangan ini menggunakan resistor 20 KΩ untuk sensor photodioda.
Output mikrokontroller ATmega32 memiliki arus yang kecil sehingga tidak bisa digunakan untuk mengendalikan motor dc yang membutuhkan arus cukup besar. Oleh karena itu dibutuhkan rangkaian external agar keluaran dari mikrokontroller dapat mengendalikan Motor Dc.
3.2.4. Regulator dan Penguat Arus
Pada pembuatan tugas akhir ini, terdapatdua regulator yang satu terdiri dari ic 7805,dankapasitor. 7805 yang digunakan untuk regulator yaitu untuk memberikan daya pada minimum system ATmega32 rangkaian dapat dilihat pada gambar 3.6A, dan regulator lain yang terdiri dari ic 7824, dan diode. sedangkan 7824 digunakan untuk memberikan daya pada motor dc, Namun regulator tersebut belum dapat menggerakkan motor secara maksimal. Dengan demikian maka digunakan transistor 2N3055 agar arus keluaran ic 7824 yang memiliki tegangan keluaran sebesar 24volt menjadi lebih besar seperti rangkaian pada gambar 3.6B. Perancangan regulator pada gambar atau komponen dari rangkaian regulator mengancu pada landasan teori dan data sheet.
3.2.5. Driver motor DC denganlimit switch.
Padaconveyormenggunakan motor DC 24volt makadibutuhkan rangkaian driver motor DC H-Bridge transistor ini dapat mengendalikan arah putaran motor DC dalam 2 arah dan dapat dikontrol dengan metode PWM (pulse Width Modulation) maupun metode sinyal logika dasar TTL (High) dan (Low). Untuk pengendalian motor DC dengan metode PWM maka dengan rangkaian driver motor DC ini kecepatan putaran motor DC dapat dikendalikan dengan baik. Apabila menggunakan metode logika TTL 0 dan 1 maka rangkaian ini hanya dapat mengendalikan arah putaran motor DC saja dengan kecepatan putaran motor DC maksimum. Rangkaian driver motor DC H-Bridge ini menggunakan rangkaian jembatan transistor 4 unit dengan protesi impuls tegangan induksi motor DC berupa dioda yang dipasang paralel dengan masing-masing transistor secara reverse bias[10].Digunakanya transistor tip dikarenakan transistor ini dapa tmenghasilkan arus yang tinggi Rangkaian ditambah dengan limit switch agar saat berlawan arah jarum jam maka dapat dihentikan pada saat tertentu seperti gambar 3.7. Dikarenakan arus saturasi transistor tip 142 adalah sebesar 4mA, dengan menggunakan persamaan 2.14 resistor
makayang digunakan 1.4 kΩ.
