PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian
3.1.1 Fungsi Tiap Blok
1. Blok Sensor LM35 : Sebagai pendeteksi Suhu
2. Blok mikrokontroller : Mengkonversi data dari sensor dan modul Suara
3. Blok LCD : Sebagai tampilan instruksi
4. Blok power supply : sebagai penyedia tegangan ke system dan sensor
5. Blok Modul suara : sebaga media memainkan suara 6. Blok speaker :sebagai output suara dari suhu.
3.1.2 Gambar Rangkaian Lengkap Thermometer digital Dengan Output Suara
Gambar 3.3 Gambar Rangkaian Lengkap Thermometer digital Dengan Output Suara
3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATMega32
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 3.3 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32
Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega32. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 11.0592 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega32 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.
Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke Jack 10 Pin header sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.
3.3. Rangkaian Power Supply
Gambar 3.4 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Gambar 3.2 menunjukkan rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 3.3 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, termasuk ke mikro dan lcd. Rangkaian tersebut berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada.
Rangkaian tersebut bermula dari tegangan AC dari PLN sebesar 220VAC masuk ke trafo. Kemudian Trafo menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya.
LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk memasok arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar.
Tegangan 3.3 volt DC langsung diambil dari keluaran dioda bridge penyearah. IC LM317 membutuhkan tegangan ±7.5 V dan arus ±100 mA. Untuk mendapatkan nilai Vout 3.3 dipakai resistor 200 Ω dan 300 Ω.
3.4. Rangkaian sensor LM35
Rangkaian dasar sensor suhu LM35. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.
Pada sistem LM35 di hubungkan ke PORTA.0 karena pada port tersebut di gunakan sebagai adc (analog digital converter). Di bawah ini adalah skematik rangkaian dari sensor lm35.
Gambar 3.5. Rangkaian sensor LM35
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 µ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
• Kalibrasi dalam satuan derajat celcius. • Lineritas +10 mV/ º C.
• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang. • Range +2 º C – 150 º C.
• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V. • Arus yang mengalir kurang dari 60 µA
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 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Dari gambar 3.4, 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.
3.6. Rangkaian Modul Suara Wtv 020
Gambar 3.7 Rangkaian Modul Suara WTV 020
Modul chip WTV-020SD membaca berkas audio/suara dalam format AD4 dengan memainkan suara yang sudah direkam sebelumnya (menggunakan komputer) dan disimpan pada media penyimpanan kartu mikro SD (file storage Micro-SD-Card) dengan sistem berkas FAT (File Allocation Table file system). Fitur dan Spesifikasi WTV-020-SD Audio Player Module
1. Mengurangi dan memainkan (decode & play) berkas audio Microsoft Wave Audio (*.WAV) dengan sampling rate 6 kHz hingga 16 kHz. Pastikan penyandian dalam format PCM 4-bit / 8-bit, uncompressed.
2. Mengurai dan memainkan (decode & play) berkas audio dengan 4-bit ADPCM (*.AD4) dengan sampling rate antara 6 kHz hingga 32 kHz, juga mendukung sampling rate 36 kHz.
3. Membaca berkas audio yang tersimpan kartu SD berkecepatan tinggi (High- Speed SD-Card) berkapasitas hingga 2 GB via on-board SD-Card Reader (file system: FAT).
4. Dapat mengenali format dan sampling rate dari berkas audio yang tersimpan dan menguraikannya sesuai meta data yang tertera secara otomatis
5. Dapat dikendalikan langsung oleh pemakai dengan menyambungkan tombol (moda manual) ataupun secara terprogram lewat koneksi serial (sambungkan dengan pin digital I/O pada mikrokontroler / Arduino board Anda; membutuhkan hanya 2 pin untuk koneksi: DI / Data Input dan CLK / CLocK signal)
6. Memori internal untuk mengingat posisi terakhir pada berkas audio yang dimainkan
3.7 Flowchart System