PERANCANGAN SISTEM
3.2 Perancangan Rangkaian Sistem
3.2.1 Perancangan Antar Muka Power Suplay Dilengkapi Penstabil Tegangan dengan Arduino
Pada rangkaian dibawah baterai 12V terhubung pada capasitor 100nf, lalu dihubungkan pada tegangan input IC regulator 7805 agar mendapat output 5V DC, output 5V DC inilah yang akan berfungsi untuk memberi supply pada sistem Arduino nano. Pada rangkaian penstabil tegangan kaki Vin dan Vout IC7805T terhubung ke 5 V Arduino Nano. Dan kaki Gnd IC7805T terhubung ke Gnd Arduino Nano
29
Gambar 3. 2 Rangkaian Penstabil Tegangan
3.2.2 Perancangan Antar Muka Arduino dengan Sensor kelembaban DHT11
Pada rangkaian di berikut menunjukkan perancangan sistem antara Sensor kelembaban DHT11 dengan desain data pin dari DHT11 Sensor terhubung ke Pin 2 Digital, vdd ke 5v arduino dan gnd Arduino dengan gnd sensor kelembapan. Layar LCD 16 x 2 digunakan untuk menampilkan hasil. Pin kontrol LCD yaitu RS dan E (Pin 4 dan 6 pada LCD) terhubung ke pin 4 dan 5 Arduino. Pin data LCD yaitu D4 hingga D7 (pin 11 hingga 14 pada LCD) terhubung ke pin 0 hingga 3 pada LCD
Tipikal rangkaian aplikasi untuk DHT11 Humidity dan ukur nilai kelembaban pada range 20 - 90% Relative Humidity (RH) dan temperatur pada range 0 - 50 ° C.
Periode pengambilan sampel sensor adalah 1 detik yaitu Semua Sensor DHT11 dikalibrasi secara akurat di laboratorium dan hasilnya disimpan di memori. Komunikasi kabel tunggal dapat dibuat antara mikrokontroler apa pun seperti Arduino dan Sensor DHT11.
Selain itu, panjang kabelnya bisa mencapai 20 meter. Data dari sensor terdiri dari bagian integral dan desimal untuk Relative Humidity (RH) dan temperatur. Data dari sensor DHT11 terdiri dari 40 bit dengan format sebagai berikut: 8 - Data bit untuk nilai RH integral, 8 - Data bit untuk nilai RH desimal, 8 - Data bit untuk nilai Suhu integral, 8
Bit data untuk nilai Suhu integral dan 8 - Bit data untuk checksum
Gambar 3.3 Rangkaian arduino dengan kelembaban DHT11
3.2.3 Perancangan Antar Muka Arduino dengan Sensor Arus ACS712
Rangkaian dibawah menunjukkan Arus terapan yang mengalir melalui jalur konduksi tembaga ini menghasilkan medan magnet yang dirasakan oleh sensor efek Hall terintegrasi dan diubah menjadi tegangan proporsional dengan menghubungkan kaki gnd pada arduino dengan gnd sensor arus, kaki vcc sensor dengan 5v arduino dan out pada sensor dengan pin analog pada arduino. Output dari ACS712 memiliki kemiringan positif (> VIOUT (Q)) ketika arus yang meningkat mengalir melalui jalur konduksi tembaga primer (dari pin 1 dan 2, ke pin 3 dan 4), yang merupakan jalur yang digunakan untuk penginderaan arus
Hambatan internal jalur konduktif ini tipikal 1,2 m2, memberikan kehilangan daya yang rendah. Modul yang dijelaskan di sini adalah pembawa sederhana untuk sensor arus linier + 20A ACS712 Allegro. Modul kecil yang dioperasikan 5VDC ini menerima masukan arus dua arah, dan mengeluarkan tegangan analog (66 mV / A) yang berpusat pada 2,5 V (Vcc / 2) dengan kesalahan tipikal kurang dari 1,5%. PCB harus dibuat dengan 2 ons tembaga untuk mengurangi kehilangan daya yang tidak perlu di papan sirkuit.
31
Ketika beban DC terhubung ke modul menarik arus, tegangan output ini akan menyimpang dari 2.5V ke OV atau 5V tergantung pada polaritas beban yang terhubung.
Namun, perhatikan bahwa untuk memantau beban AC Anda tidak dapat menggunakan DVM (atau ADC mikrokontroler) secara langsung.
Gambar 3.4 Rangkaian Arduino dengan Sensor Arus ACS712
3.2.4 Perancangan Antar Muka Arduino dengan Sensor tegangan
Gambar diatas menunjukkan sensor tegangan dimana ketika arus masuk dari Vin yang melewati rangkaian seri resistor R1,R2,R3 maka akan mempunyai arus yang sama tetapi tegangan yang berbeda dengan keluaran output dari R3 dan merupakan keluaran analog In pada mikrokontroler sehingga mendapatkan nilai pembagi tegangan dari persamaan R3/R2+R1+R3. Dengan menghubungkan gnd ke gnd arduino dan vcc ke 5v arduino.
Gambar 3.5 Rangkaian Arduino dengan Sensor Tegangan
3.2.5 Perancangan Antar Muka Arduino dengan MicroSD
Rangkaian di bawah menunjukkan ground dan jalur suplai daya (3,3 V) menghubungkan melalui 4 jalur, 3 di antaranya membutuhkan adaptor level sederhana.
Untuk koneksi yang mudah dengan menghubungkan gnd dalam sd card dengan gnd ground, 5v dengan 5v, CS dengan pin 13 digital arduino, MOSI dengan pin 10 digital, SCK ke pin 13 Digital, MISO dengan pin 12 Digital pada arduino. Dengan terhubungnya arduino dengan sd card pada rangkaian ini maka data bisa dapat disimpan
.
33
Gambar 3.6 Rangkaian Arduino dengan MicroSD
3.2.6 Perancangan Antar Muka Arduino dengan RTC 1307
Rangkaian di bawah ini menunjukkan IC RTC yang menggunakan protokol I2C (Inter IC Bus ) dengan menghubungkan gnd dari rtc ke gnd arduino, vcc dengan 5V dan out ke pin A0 arduino.
Percobaan RTC DS1307 ini menggunakan arduino deumilanove dengan mikrokontrolernya adalah Atmega328 yang mana pin SCL terletak pada kaki no 28 pada Atmega328 dan dalam arduino board disebut sebagai pin A5, sedangkan pin SDA terletak pada kaki no 27 pada Atmega328 dan dalam arduino board disebut sebagai pin A4.
Pada penggunaan IC DS1307 dilakukan 2 proses yakni menulis data ke IC DS1307 ( dalam hal ini adalah seting waktu ) dan yang kedua adalah membaca data waktu dari IC DS1307. Prosedur kedua proses ini mengacu pada protokol I2C agar komunikasi berjalan sebagai mana mestinya.
Sesuai dengan protokol I2C, prosedur penulisan data dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut.
• Master mengirim start sequence
• Master mengirim alamat slave yang akan ditulis data dengan bit R/W low (alamat genap)
• Master mengirim alamat dari internal register yang ingin ditulis
• Master mengirim byte data
Jika data belum tertulis semua, setelah slave mengirim ACK=0 maka byte data berikutnya dikirim Master mengirim stop sequence.
Sedangkan prosedur pembacaan data dapat dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut.
• Master mengirim start sequence
• Master mengirim alamat slave yang akan ditulis data dengan bit R/W low (alamat genap)
• Master mengirim alamat dari internal register yang ingin dibaca
• Master mengirim start sequence
• Master mengirim alamat slave yang akan ditulis data dengan bit R/W high (alamat ganjil)
• Master membaca byte data dari slave
• Master mengirim stop sequence
Gambar 3.7 Rangkaian Arduino dengan RTC 1307
35
3.2.7 Perancangan Keseluruhan Sistem
Fungsi Keseluruhan system adalah dengan menampilkan nilai arus, tegangan, daya dan waktu dengan menggunkan mikrokontroler atmega328 dengan data
ditampilkan ke lcd dan menyimpannya dalamn kartu sd setiap 15 menit.
Gambar 3.8 Perancangan Keseluruhan Sistem
3.2.8 Flowchart
Gambar 3.9 Flowchart System
37