BAB IV PERANCANGAN SISTEM
4.1 Perancangan Rangkaian
Pada sistem dispenser ini menggunakan IC dengan jenis ATmega8535 dimana pembahasan mengenai IC tersebut telah dibahas pada bab sebelumnya. Ada 3 Port utama yang digunakan pada IC ini, yaitu PortA, PortB, dan PortC. PortA digunakan sebagai Port masukan pada Mikrokontroller, PortB difungsikan sebagai Port untuk LCD, dan PortC difungsikan sebagai keluaran dari Mikrokontroller ke driver motor. Berikut ini adalah gambar rangkaian minimum sistem pada mikrokontroller :
Gambar 4.1 Rangkaian Minimum Sistem
Daftar komponen yang digunakan pada rangkaian minimum sistem ini dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.1 Daftar Komponen Rangkaian Minimum Sistem
NO Nama Komponen Tipe Jumlah 1 IC Mikrokontroller ATmega8535 1 2 IC Regulator 7805 1 3 Resistor 470 ohm 2 4 Dioda 1N4001 2 5 Kapasitor 33pF 2 10uF/16V 2 100nF 1 6 Kristal 11,059 MHz 1
7 Push button Push - On 1
8 Konektor Putih 10 pin 4
9 Konektor Putih 5 pin 1
10 Konektor Putih 3 pin 1
Ke Rangkaian LCD Dari Power Supply Ke input mikro Ke Rangkaian Push Button Ke Rangkaian Driver Motor Ke Downloader
Fungsi dari rangkaian minimum sistem ini adalah sebagai rangkaian utama yang mengontrol jalannya sistem. Rangkaian ini adalah salah satu rangkaian terpenting dalam sistem ini. Berikut rangkaian konektor untuk push button yang disatukan dengan rangkaian minimum sistem :
Gambar 4.2 Rangkaian Konektor Untuk Push Button
Daftar komponen yang digunakan pada rangkaian push button ini dapat dilihat pada table berikut :
Tabel 4.2 Daftar Komponen Rangkaian Konektor Untuk Push Button
NO Nama Komponen Type / Kapasitas
Jumlah
1 Konektor Putih 2 pin 8
8 pin 1
2 Resistor 1K 8
Fungsi dari pengaktifan PinA mikrokontroller dengan tombol dapat dilihat dari keterangan berikut :
PinA.0 sebagai masukan tombol otomatis PinA.1 sebagai masukan pendeteksi level full PinA.2 sebagai masukan pendeteksi level medium
Dari PinA Mikrokontroller
PinA.3 sebagai masukan pendeteksi level low PinA.4 sebagai masukan pendeteksi level empty PinA.5 sebagai masukan tombol cek level PinA.6 sebagai masukan tombol manual naik PinA.7 sebagai masukan tombol manual turun
4.1.2 Rangkaian Driver Motor
Untuk mengontrol motor DC Gearbox yang digunakan sebagai penggerak pompa pada sistem ini adalah menggunakan driver motor relai. Dengan cara menggunakan PortC.0, PortC.1, dan PortC.2 sebagai masukan perintah dari mikrokontroller sehingga kondisi yang diinginkan dapat didapatkan. PortC.0 adalah masukan untuk kondisi otomatis yang bekerja jika ada media piring berada di alas meja dan menekan switch otomatis. PortC.1 dan PortC.2 adalah masukan untuk kondisi manual. Rangkaian ini juga menggunakan IC optocoupler dan transistor TIP122 sebagai switch elektronik dan penguat arus agar relai dapat berfungsi. Digunakan juga rangkaian dioda sebagai dioda freewheel untuk membuang arus saat perubahan kondisi. Berikut adalah skematik rangkaian driver motor relai :
Gambar 4.3 Rangkaian Driver Motor
Tabel berikut ini adalah rincian komponen yang digunakan pada rangkaian
driver motor :
Tabel 4.3 Daftar Komponen Rangkaian Driver Motor
NO Nama Komponen Tipe /
Kapasitas Jumlah 1 IC Optocoupler 4N25 3 2 Transistor TIP122 3 3 Resistor 220 ohm 3 330 ohm 3 4 Dioda 1N4002 7
5 Relai 12V NAIS DS2Y 3
6 Konektor Putih 3 pin 1
7 Konektor Putih 2 pin 1
Pada rangkaian ini menggunakan resistor pada titik – titik sebelum komponen isolator (4N25) dan switching (TIP122) mempunyai tujuan, yaitu agar arus yang masuk sesuai dengan karakteristik arus masukkan pada komponen. Pada IC 4N25 membutuhkan arus 10mA yang akan masuk pada masukan LED di dalam IC. Pada TIP122 memiliki arus maksimum sebesar 100mA yang masuk
In4002 In4002
sebagai IB pada basis transitor sehingga sebelum TIP122 dipasang resistor 330 ohm agar arus yang masuk pada basis dibawah arus maksimum. Berikut perhitungannya :
IB maksimum = 100mA VIN = 12V
RBASIS = 330 ohm IB = IB<100mA
IB = 12V 330 = 0.0363 A = 36.36 mA
Maka nilai arus basis yang diperoleh jika menggunakan resistor 330 ohm adalah sebesar 36.36 ohm. Hal ini menunjukkan arus yang diperoleh nilaianya dibawah arus maksimum sehingga resistor dengan nilai 330 ohm bias digunakan dalam rangkaian ini dan dipasang sebelum transistor TIP122.
4.1.3 Rangkaian LCD
Dengan menggunakan software CodeVision AVR Compiler, pengaplikasian LCD menggunakan mikrokontroller Atmega8535 menjadi lebih mudah. LCD juga memiliki tampilan yang jauh lebih menarik dibandingkan dengan seven segment. Oleh karena alasan diatas, LCD dipilih sebagai indikator dalam sistem ini. Berikut adalah rangkaian LCD yang dihubungkan ke PortB pada IC Atmega8535 :
Gambar 4.4 Rangkaian LCD
Pada rangkaian LCD koneksinya sebagai berikut : PortB.0 terhubung dengan Pin 4 LCD
PortB.1 terhubung dengan Pin 5 LCD PortB.2 terhubung dengan Pin 6 LCD PortB.3 tidak digunakan
PortB.4 terhubung dengan Pin 11 LCD PortB.5 terhubung dengan Pin 12 LCD PortB.6 terhubung dengan Pin 13 LCD PortB.7 terhubung dengan Pin 14 LCD
Tabel berikut ini adalah rincian komponen yang digunakan pada rangkaian LCD :
Tabel 4.4 Daftar Komponen Rangkaian LCD
NO Nama Komponen Tipe Jumlah
1 LCD 16x2 1
2 Dioda 1N4002 1
3 Resistor Variabel 100 ohm 1
PinB mikrokontroller
4.1.4 Rangkaian Power Supply
Untuk men-supply arus dan tegangan ke rangkaian – rangkaian pada system ini dibutuhkan power supply ( catu daya ). Perancangan power supply dalam sistem ini dibuat berdasarkan banyaknya rangkaian. Sistem ini membutuhkan empat buah keluaran power supply yang memiliki tegangan keluaran 12 Volt saja untuk rangkaian minimum sistem, rangkaian buzzer, rangkaian driver motor, dan kipas pendingin. Dalam sistem ini tidak diperlukan keluaran power supply 5 Volt karena pada rangkaian minimum sistem telah memiliki pengatur tegangan masukannya sendiri. Berikut adalah skematik dari rangkaian power supply :
Gambar 4.5 Rangkaian Power Supply
Daftar Spesifikasi komponen yang digunakan pada perancangan rangkaian
power supply yang digunakan pada sistem dispenser ini dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 4.5 Daftar Komponen Rangkaian Power Supply
NO Nama Komponen Tipe / Kapasitas Jumlah 1 Transformator Non CT 2A 1 2 Kapasitor 4700uF/35V 1 2200uF/35V 1 Ke Bridge 1 Ke Bridge 2 Ke Bridge 3 Ke Kipas Pendingin 220 VAC
3 Dioda Bridge 2A 1
4 IC Regulator LM 7812 1
5 Konektor Terminal 2 Pin 4
6 Sekering 2A 1
7 Heatsink Kecil 1
4.1.5 Rangkaian Dioda Bridge
Rangkaian dioda bridge digunakan sebagai rangkaian pengaman untuk
supply tegangan ke rangkaian minimum sistem, driver motor dan buzzer. Rangkaian ini memisahkan ground pada tiap – tiap keluaran supply tegangan, hal ini dilakukan karena power supply yang digunakan hanya memiliki satu ground saja. Dengan alasan keamanan, maka setiap rangkaian harus mempunyai ground masing – masing yang tidak terhubung antara yang satu dengan yang lain. Berikut adalah skematik dari rangkaian dioda bridge :
(a)
(c)
(c)
Gambar 4.6 a. Rangkaian Dioda Bridge Untuk Supply Mikrokontroller b. Rangkaian Dioda Bridge Untuk Supply Driver Motor c. Rangkaian Dioda Bridge Untuk Supply Buzzer Output Power supply Ke Rangkaian Mikrokontroller Ke Rangkaian Driver Motor Ke Rangkaian Buzzer
Komponen yang digunakan pada rangkaian tersebut dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.6 Daftar komponen Rangkaian Dioda Bridge
NO Nama Komponen Tipe/ Kapasitas Jumlah
1 Dioda 1N4004 12
2 Konektor Putih 2 pin 6
4.1.6 Rangkaian Buzzer
Rangkaian buzzer digunakan sebagai rangkaian untuk melengkapi indikator level. Buzzer digunakan untuk indikator jika level saos empty atau kosong. Rangkaian ini menggunakan limit switch sebagai pengaktif buzzer yang dihubungkan ke keluaran power supply 12 Volt. Berikut adalah skematik dari rangkaian buzzer :
Gambar 4.7 Rangkaian Buzzer
Keterangan :
Resistor 1k digunakan sebelum buzzer bertujuan untuk mengurangi keriuhan suara dari buzzer.
Komponen yang digunakan pada rangkaian tersebut dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.7 Daftar Komponen Rangkaian Buzzer
NO Nama Komponen Tipe Jumlah
1 Resistor 1 Kohm 1
2 Limit switch Kecil 1 3 Speaker Buzzer 12 Volt 1
4.2 Perancangan Mekanik