Perancangan Perangkat Keras

BAB III PERANCANGAN SISTEM

3.2. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan merupakan bagian yang terpenting dari seluruh pembuatan tugas akhir ini yang pada perinsipnya perancangan dan sistematika yang baik akan memberikan kemudahan-kemudahan proses dalam pembuatan alat. Adapaun diagram blok dari perancangan perangkat keras Sistem Pengatur Ketinggian Air otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMEGA16 adalah seperti dibawah ini :

Gambar 3.1 Blok Diagram Alat

Untuk mengetahui Cara kerja dari Pengatur Ketinggian Air Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMEGA16 berdasarkan blok diagram alat diatas yaitu saat power supply menyala (ON) akan membuat minimum sistem ATMEGA16, LCD display juga dalam posisi menyala (ON).

Pada saat sensor bawah Off kemudian sinyal dikendalikan oleh rangkaian mikrokontroler selanjutnya driver akan mengaktifkan pompa dan mengisi air pada tandon hasilnya akan ditampilkan di LCD (ON).

Pada sensor atas ON / terkena air, kemudian sinyal dikendalikan oleh rangkaian mikrokontroler selanjutnya driver akan mematikan pompa dan hasilnya ditampilkan di LCD (Off). Ketika air habis dan sensor bawah Off tidak terkena air maka pompa akan kembali mengisi air hasilnya akan ditampilkan di LCD (ON) demikian seterusnya.

3.2.1. Perancangan Sensor

Dalam perancangan sensor (sensor batas terendah dan sensor batas tertinggi), dapat memanfaatkan sebuah bahan penghantar (konduktor) seperti tembaga, timah. Pada perancangan disini menggunakan kabel sebagai sensornya.

Sensor terdiri dari tiga bagian, yaitu sensor A (sebagai sensor normal) yang harus selalu terendam dalam air, sensor B (

POMPA

Mikrokontr oler AT89S51

LCD

Mikrokontr oler AT89S51 Mikrokontroler ATMEGA 16

DRIVER

Mikrokontr oler AT89S51 SENSOR BATAS ATAS Mikrokontr oler AT89S51 SENSOR BTS BAWAH

sebagai sensor batas terendah) yang berfungsi untuk memberikan sinyal ketika air dari permukaan tinggi menuju rendah, sehingga memberikan trigger untuk diumpankan pada rangkaian mikrokontroler ATMEGA16, sensor C (sebagai sensor batas teratas ) untuk memberikan sinyal ketika air terisi dari permukaan terendah menuju tinggi, dimana ketika air menyentuh sensor batas tertinggi pada saat inilah trigger untuk diumpankan ke rangkaian mikrokontroler ATMEGA16

Gambar 3.2. Bagian sensor tampak samping

B

A C SENSOR SLANG

Pada perancangan sensor disini memanfaatkan toples plastik untuk menempatkan rangkaian sensor. Pada bagian ini terdapat lubang yang digunakan untuk menempatkan slang. Bagian sensor terbuat dari kabel yang terdiri dari sensor C ( sensor batas atas), sensor B ( sensor batas bawah ), sensor paling bawah (sensor netral/ Ground) slang untuk mengisi air dan slang untuk mengosongkan air Pembuatan lubang ini menggunakan alat bantu bor.

3.2.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA16

Mikrokontroller ATMEGA16 adalah suatu chip IC yang terdiri dari 40 pin, dalam perancangan alat ini pin-pin yang digunakan adalah :

1. PC’0 s/d PC’7 digunakan untuk tampilan LCD

2. PD’6 dan PD’7 digunakan untuk untuk rangkaian sensor 3. Pin/kaki Chip 12 digunakan sebagai X-TAL2

4. Pin/kaki Chip 13 digunakan sebagai X-TAL1

5. Pin/kaki Chip 32 dan 30 digunakan sebagai AREF dan AVCC.

6. PB’0 digunakan sebagai masukan rangkian Driver 7. Pin 11(GND) digunakan sebagai ground

Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA16 3.2.3. Rangkaian Driver

Keluaran dari Rangkaian mikrokontroler ATMEGA16 kemudian masuk kerangkaian Driver (PB’0) yang kemudian diumpankan ke relay, dimana rangkaian tersebut diperlukan sebuah rangkaian penguat tegangan. Rangkaian penguat tegangan dapat dibangun dari komponen transistor. Transistor T1 (9012) berfungsi sebagai saklar terbuka dimana ketika PB’0 berlogika (0). Setelah transistor T1 (9012) terbuka maka transistor Q1 (TIP131) juga dalam kondisi terbuka karena ada sumber tegangan sehingga relay on dan pompa menyala. Jika PB’0 berlogika 1 transistor T1 (9012) berfungsi sebagai saklar tertutup, sehingga transistor Q1 tidak ada sumber tegangan maka relay dalam kondisi off dan pompa berhenti.

Pada rangkaian tersebut Relay berfungsi sebagai penghubung dan pemutus (tegangan AC Pompa air), yang fungsinya sama dengan saklar tetapi saklar disini adalah saklar elektronik.

Gambar 3.4. Rangkaian Driver

Sedangkan Dioda IN 4001 yang dipararel dengan Relay berfungsi sebagai pemblokir tegangan ketika pada relay terjadi induksi agar tidak terjadi hubungan singkat.

3.2.4. Pompa Air

Pompa air adalah suatu alat yang berfungsi untuk memompa air dimana pada bagian pompa air ini menggunakan pompa air pada aquarium ikan hias yang dijual dipasaran . Pada sistem disini pompa air berfungsi untuk mengisi air dan menghentikan air masuk kepenampung air (tandon) sesuai masukan yang diterima dari rangkaian driver, dimana ketika relay dalam kondisi ON(Menyala) pompa berfungsi mengisi air pada penampung air dan sebaliknya ketika relay dalam kondisi OFF (mati) pompa air berhenti mengisi air.

Adapun gambar dari pompa air terlihat pada gambar 3.5. dibawah ini :

Gambar 3.5 Pompa air 3.2.5. Power Supply

Rangkaian Power Supply digunakan untuk memberi tegangan ke dalam mikrokontroler yang stabil dan mempunyai arus yang cukup ke dalam mikrokontroler sehingga tidak terjadi tegangan turun saat dioperasikan. Mikrokontroler ATMEGA16 membutuhkan sebuah tegangan tunggal sebesar +4,5 sampai +5 Volt dan relay membutuhkan tegangan sebesar 12 Volt untuk dapat aktif. Untuk itu dibuatlah catu daya dengan komponen sebagai berikut. Transformator sebesar 500 mA digunakan untuk menurunkan tegangan bolak-balik dari PLN yang sebesar 220 volt menjadi tegangan yang lebih kecil yaitu 5 volt yang digunakan untuk menghidupkan mikrokontroler dan 12 volt untuk mengaktifkan relay

untuk mengendalikan pompa. Tegangan bolak-balik yang telah diturunkan ini kemudian disearahkan oleh dioda penyearah yang disusun dalam susunan jembatan (bridge) dan hasil penyearahan adalah tegangan searah dengan tegangan sebesar 15 volt untuk menggerakkan relay. IC 7805 digunakan untuk menstabilkan tegangan tersebut menjadi tegangan 5 volt dan IC 7812 digunakan untuk menstabilkan tegangan tersebut menjadi tegangan 12 volt yang selanjutnya digunakan untuk mencatu rangkaian.

Gambar 3.6. Rangkaian Power Supply 3.2.6. Pembuatan Kotak Rangkaian

Pembuatan kotak dimulai dengan menggambar pola pada papan acrylic sesuai desain rancangan kemudian dipotong per bagian. Bagian pertama yang dibuat yaitu bagian dasar/alas Bentuk dari dasar/alas kotak adalah :

Gambar 3.7. Bagian Dasar Untuk Penempatan Rangkaian

Proses berikutnya adalah membuat bagian sumber air dimana pada bagian ini memanfaatkan toples plastik. Pada bagian ini didalamnya terdapat pompa air untuk yang digunakan untuk menyedot air, slang untuk mengalirkan air. Adapun gambar dari sumber air adalah : Tempat Rangkaian Mikrokontroler AT16 Trafo

L C D

Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 16

Gambar 3.8. Bagian TampakSamping dari umber air

3.3 . Perencanaan Perangkat Lunak