Bab 3 Perancangan dan Kerja Alat
3.2 Proses Kerja Viskosimeter
Viscometer merupakan alat untuk menghitung nilai viskositas atau kekentalan suatu fluida. Dalam pembuatan alat viskosimeter ditujukan untuk memperoleh waktu agar diperoleh nilai viskositas dari suatu fluida. Pada penelitian ini akan digunakan LED sebagai pemancar dan LDR sebagai penerima sinar LED (receriver) yang diletakkan sejajar horizontal. Digunakannya LED dan LDR pada perancangan ini karena harga komponen yang murah sehingga dapat menekan biaya pembuatan alat. Sinyal yang akan dihasilkan dari sensor LDR berupa tegangan yang bergantung pada intensitas cahaya yang diterima akan diolah oleh komparator sebelum diolah oleh mikrokontroler AVR ATMega8535.
Proses kerja viskosimeter digital ini adalah seperti berikut. Pertama, benda kerja berupa bola dijatuhkan kedalam tabung yang telah diisi minyak, kemudian bola tersebut melewati ruang cahaya ataua daerah pencahayaan diantara LDR dan LED sehingga akan mengganggu intensitas cahaya yang ditanggap oleh LDR. Dalam hal ini, intensitas cahaya berkurang. Waktu terjadinya pengurangan intensitas tadi dihitung oleh timer melalui sinyal-sinyal keluaran LDR yang diterimanya, menyebabkan timer menghitung waktu sepanjang jarak yang ditentukan. Proses selanjutnya bola tadi akan melanjutkan perjalanannya hingga melewati ruang cahaya antara sensor LDR yang kedua dengan LED.
Pada sensor yang kedua dan ketiga ini sama halnya seperti yang pertama dan pada sensor yang ketiga ini menyebabkan timer memberhentikan proses perhitungan, sehingga kerja viskosimeter selesai. Dan data pengukuran waktu tempuh bola dalam minyak goreng (sampel), serta nilai viskositasnya ditampilkan pada LCD, sedangkan PC (personal Computer ) menampilkan keseluruhannya, yaitu waktu tempuh bola, nilai viskositas dan grafiknya dengan menggunakan program VB.
3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535
Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan Mikrokontroller ATMega 8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi kerendah akan me-reset
mikrokontroller ini.
Rangkaian skematik sistem minimum mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler AT8535 Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroller, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kiri mikrokontroller dihubungkan ke RJ45. RJ45 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 mikrokontroller terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke
ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroller tidak dapat dilakukan karena mikrokontroller tidak akan bisa merespon.
3.4 Display LCD Character 2 x 16
Display LCD 2x16 berfungsi sebagai penampil nilai kecepatan referensi dan kecepatan aktual yang dikirim dari mikrokontroler. LCD yang digunakan pada saat ini mempunyai lebar 2 baris 16 kolom dengan 16 pin konektor yang tersiri dari 8 jalur data, 3 jalur kontrol dan jalur-jalur catu daya.
Gambar 3.4. Pin-pin modul LCD 1. Pin 1 dan 2
Merupakan sambungan catu daya, Vss, dan Vdd. Pin Vdd dihubungkan dengan tegangan positif catu daya, dan Vss pada 0 volt atau ground.
2. Pin 3
Merupakan pin kontrol Vcc yang digunakan untuk mengatur kontras display. 3. Pin 4
Merupakan register select (RS), masukan yang pertama dari tiga command control input. Dengan membuat RS menjadi high, data karakter dapat ditransfer dari dan menuju modulnya.
4. Pin 5
Read/Write (R/W). Untuk memfungsikan sebagai perintah Write maka R/W low atau menulis karakter ke modul.
5. Pin 6
Enable (E), input ini digunakan untuk transfer aktual dari perintahperintah atau karakter antara modul dengan hubungan data.
Pin 7 sampai 14 adalah delapan jalur data (D0 – D7) dimana data dapat ditransfer ke dan dari display.
7. Pin 15 dan 16
Pin 15 atau A (+) mempunyai level DC +5 V berfungsi sebagai LED backlight (+) sedangkan pin 16 yaitu K (-) memiliki level 0 V
Pada program LCD, di perlukan deklarasi register untuk mikrokontroller jenis ATMEGA8535. Setelah mendeklarasi register, maka program akan masuk ke dalam program utama. Program ini akan menginisialisasi LCD dan akan menampilkan karakter dan tulisan di LCD.
3.5 Rangkaian Max232
IC Max232 adalah IC rangkaian antar muka dual RS232 transmitter/receiver yang memenuhi standart EIA-232-E. IC Max232 hanya membutuhkan power supplay 5 V sebagai catu. IC Max232 berfungsi untuk merubah level tegangan pada COM komputer menjadi level tegangan TTL/CMOS. Berikut gambar rangkaiannya.
Gambar 3.5 Rangkaian Max232
IC Max232 terdiri atas tiga bagian yaitu dual charge-pump voltage converter, driver RS232, dan receiver RS232.
3.6 RangkaianPower Supply
Rangkaian skematik power suplly dapat dilihat pada gambar 3.7 dibawah ini :
Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply
Rangkaian power supply berfungsi untuk mensuply arus dan tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian power suplly ini terdiri dari dua keluaran yaitu 5 volt dan dan 12 volt. Keluaran 5 volt untuk menghidupkan seluruh rangkaian.
Trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 3300 uF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) akan digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebaggai indikator apabila PSA dinyalakan. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.
Dalam pengujian rangkaian ini dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Setelah itu rangkaian power supply dihubungkan ke sumber arus listrik dan saklar ON/OFF diaktifkan ke posisi ON.
3.7 Perancangan Rangkaian Sensor LDR
Sensor LDR adalah salah satu jenis resistor yang peka terhadap cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LED akan memancarkan cahaya ke LDR dan kemudian arus akan mengalir melalui LDR sehingga akan tedapat sinyal tegangan ouput.
Gambar 3.7 Rangkaian Pengujian LDR
Dari gambar diatas dapat kita lihat tegangan keluarannya dari sensor LDR akan dikirimkan ke ADC mikrokontroller sehingga keluarannya lebih stabil dalam sistem logika. Pengujian rangkaian ini adalah dengan mengaktifkan rangkaian sensor dan memberikan halangan antara LDR dan LED. Adapun halangan disini berupa bola/ kelereng yang di jatuhkan kedalam tabung yang akan melewati sensor tersebut. Dan kemudian mengukur nilai keluaran yang berupa waktu kecepatan bola/ kelereng itu jatuh.
3.8 Perancangan Software
Perancangan software terdiri dari pengendalian sinyal yang disimpan kedalam mikrokontroller menggunakan bahasa C dan software akuisisi yang simpan kedalam komputer sebagai sistem pengatur akuisisi data dari
mikrokontroller dan pengolahan sistem tampilan, software ini menggunakan bahasa Visual Basic 6.0.