PENDAHULUANB 1.1 LatarBBelakangB
2.6. Liquid Crystal Display B(LCD)B2x16B
3.2.6. RangkaianB Keypad 4x4B
Gambar 3.7 menunjukkan rangkaian ATmega8535 ke keypad. Baris A, B, C dan D sebagai input ke mikrokontroler pada Port D0 sampai D3. Kolom 1, 2, 3 dan 4 sebagai output dari mikrokontroler Port D4 sampai D7.
B
GambarB3.6BRangkaianBATmega8535BkeBLCDB2x16B
Tabel 3.3 merupakan tombol-tombol keypad yang dibutuhkan pada perancangan ini. TabelB3.3BTombolBKeypadBPerancanganB
No. Tombol Tombol Pilihan Keterangan
1. Angka 0 sampai 9 untuk input angka
2. Khusus
Mode “Khusus” untuk memilih mode khusus Mode “Lain” untuk memilih mode lain
RUN untuk menjalankan perintah / eksekusi Cancel membatalkan perintah / kembali ke awal
Clear Menghapus salah ketik
Mode “Khusus” dan mode “Lain” merupakan mode utama yang disediakan untuk pemilihan volume. Pilihan volume dapat dilihat pada tabel 3.3. Tombol “RUN” merupakan tombol “Running process” yaitu menjalankan perintah atau tombol eksekusi. Tombol “Cancel” disediakan untuk membatalkan perintah ketika terjadi kesalahan pemilihan. Tombol “Clear” untuk menghapus salah pengetikan keypad.
3.2.7.
KalibrasiBVolumeB
Kalibrasi dilakukan untuk memastikan nilai dari hasil pengukuran alat sesuai dengan standar ukur nasional maupun internasional [2]. Pengukuran volume terutama volume benda cair, yang paling umum digunakan untuk mengukur adalah gelas ukur seperti pada gambar 2.1. Gelas ukur sudah ada garis atau nilai besaran volume yang sudah distandarkan. Pada perancangan alat ini akan menggunakan gelas ukur kapasitas 2000 mililiter yang berfungsi sebagai penampung dan pengukur volume air keluaran dari alat secara visual. Gelas ukur ini memiliki ketelitian garis skala 20 mililiter. Proses kalibrasi menggunakan timbangan digital. Kalibrasi menggunakan timbangan ini terkait dengan proses pengujian alat yang harus dilakukan beberapa kali uji dengan rentang uji tertentu. Tujuannya adalah mendapatkan nilai nominal yang terbaca berbentuk angka. Proses ini harus memperhitungkan berat penampung air dan berat jenis air. Karena yang diukur adalah volume air maka berat jenis air adalah 1000 kg/m3, yang berarti air dengan volume
1 liter bila diukur beratnya adalah 1 kg.
Berkaitan dengan desain alat dan program mikrokontroler, pada saat counter volume tercapai dan mikrokontroler mematikan solenoid valve, pasti ada volume air
dengan nilai tertentu yang masih keluar sebagai sisa. Hal ini disebabkan karena desain perancangan solenoid valve berada di atas flow sensor, supaya lebih jelas akan ditunjukkan pada gambar 3.8. Besarnya nilai volume sisa harus diperhitungkan atau diketahui agar pengukuran alat bisa tepat. Nilainya menjadi dasar pada saat pembuatan program mikrokontrolernya.
Volume sisa dapat dihitung dengan persamaan volume tabung jika diameter tabung 16 mm dan tinggi 80 mm.
= . .
= . 8 . 80 = 16084,95 mm = 16,09 ml
Sehingga disimpulkan untuk mencapai volume yang tepat pada perancangan ini, besarnya volume adalah hasil penjumlahan antara volume yang terbaca sensor ditambah dengan volume sisa.
3.3.
PerancanganBPerangkatBLunakB
3.3.1.
ModeBPilihanBVolumeB
Pilihan volume pada alat ini direncanakan menggunakan 2 mode utama. Mode pilihan dibuat seperti pilihan nominal uang mesin ATM (Automatic Teller Machine). Tabel 3.4 menunjukkan pembagian pilihan volume pada alat ini. Mode pertama adalah mode “Khusus” dengan pilihan nominal yang telah di-setting pada sistem. Mode yang kedua adalah mode “Lain” untuk pemilihan volume tertentu melalui pengetikan nominal volume pada keypad. Batasan untuk mode “Lain” adalah nominal terkecil sebesar 100 ml dan nominal terbesar 2000 ml dengan kelipatan 100 ml.
Ya
Tidak TabelB3.4BModeBPilihanBVolumeB
No. Mode Tombol Pilihan Keterangan
1. Khusus
1 Volume 200 ml
2 Volume 500 ml
3 Volume 1000 ml
4 Volume 2000 ml
2. Lain Ketik nominal Dari 100 ~ 2000 ml, kelipatan 100 ml
B
3.3.2.
DiagramBAlirBUtamaB
Gambar 3.9 menunjukkan proses mikrokontroler secara keseluruhan. Start Inisialisasi Port Pilih Mode Solenoid Valve ON Volume tercapai? Sensor membaca
Solenoid Valve OFF Tampilkan LCD Stop GambarB3.9BDiagramBAlirBProgramBUtamaB Tampilkan LCD Runni ng pr oc es s
Setelah start, program melakukan inisialisaisi terhadap port-port mikrokontroler. Proses pertama adalah pemilihan mode yang di-input melalui keypad yang nantinya akan ditampilkan pada LCD baris pertama. Kemudian air akan mengalir dan counter akan ditampilkan LCD baris kedua. Ketika counter sudah tercapai sesuai dengan program mode volume pilihan maka solenoid valve akan OFF dan proses berhenti. Running process merupakan proses eksekusi program dari menampilkan ke LCD baris pertama sampai solenoid valve menutup (air berhenti mengalir).
3.3.3.
DiagramBAlirBModeB
Mode pada perancangan alat ini dibagi menjadi 2, yaitu mode “Khusus” dan mode “Lain”. Gambar 3.10 menunjukkan diagram alir pilihan mode perancangan alat ini.
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
Pilih mode “Khusus” dengan menekan tombol “Khusus” pada keypad yang berarti sistem akan masuk dalam mode “Khusus”. LCD akan menampilkan tulisan “ Mode Khusus”. Pilih mode “Lain” dengan menekan tombol “Lain” pada keypad yang berarti sistem akan masuk dalam mode “Lain”. LCD akan menampilkan tulisan “ Mode Lain”. Tekan tombol “Cancel” untuk membatalkan atau kembali ke mode awal.
B
B
Start Inisialisasi Port Mode “Khusus” Stop GambarB3.10BDiagramBAlirBPilihanBModeB Pilih Mode Mode “Lain”3.3.4.
DiagramBAlirBModeBKhususB
Disediakan 4 pilihan volume pada mode “Khusus” seperti pada tabel 3.4. Gambar 3.11 menunjukkan diagram alir dari proses alat ketika dipilih mode “Khusus”.
Pilih “1” dengan menekan tombol angka 1 pada keypad kemudian ditekan tombol RUN, maka alat akan mengeluarkan air dengan volume 200 ml. sedangkan pilih “2” untuk volume 500 ml, pilih “3” untuk volume 1000 ml dan pilih “4” untuk volume 2000 ml. Ketika menekan tombol selain 1 sampai 4, maka pada LCD akan menampilkan tulisan “Pilihan Salah”.
3.3.5.
DiagramBAlirBModeBLainB
Mode “Lain” disediakan untuk pemilihan volume dengan cara mengetik pada keypad besar volume air yang akan dikeluarkan oleh alat. Besar volume tersebut dalam satuan milliliter. Batasan mode “Lain” seperti pada tabel 3.4. Gambar 3.12 menunjukkan diagram alir dari proses alat ketika dipilih mode “Lain”.
Start Inisialisasi Port
Stop
GambarB3.11BDiagramBAlirBProgramBModeB“Khusus”B Pilih “RUN”
Mode “Khusus”
Tidak
Ya
Sebagai contoh k dengan mengetik angka 100 pada keypad kemudian ditekan tombol RUN, maka alat akan mengeluarkan air dengan volume 100 ml. Diagram alir menjelaskan program mikrokontroler saat mendapat masukan dari keypad. Pada mode “Lain” ada batasan nilai volume yang yang diprogram mikrokontroler, yaitu kelipatan 100 ml dengan minimum 100 ml dan maksimum 2000 ml. ketika input keypad sesuai dengan batasan maka mikrokontroler akan melanjutkan proses selanjutnya yaitu “running process”. Tetapi jika input keypad selain batasan yang diberikan, maka mikrokontroler akan menampilkan tulisan pada LCD yaitu “Pilihan Salah”.
GambarB3.12BDiagramBAlirBProgramBModeB“Lain”B Pilih “RUN” Start Inisialisasi Port Stop LCD k“Pilihan Salah” 100≤”ml”≤2000; kelipatan 100 ? Mode “Lain” Ketik Volume (ml)
45
BABBIVB
HASILBDANBPEMBAHASANB
B
Bab ini membahas hasil dari sistem yang telah dirancang sebelumnya melalui percobaan dan pengujian. Bertujuan agar diperoleh data-data untuk mengetahui alat yang dirancang telah bekerja dengan baik atau tidak. Data yang diambil adalah volume air yang keluar dan diukur dengan alat ukur yang standar atau alat pembanding. Kemudian diperoleh data perbandingan antara nilai masukan dan keluaran pada sistem. Persentase
error dihitung dari selisih nilai antara masukan dan keluaran.
4.1.
BentukBFisikBAlatBdanBHardwareBElektronikB
4.1.1.
BentukBFisikBAlatBPenakarBVolumeBAirB
Bentuk fisik dari alat penakar volume air berbasis mikrokontroler memiliki bagian utama yang ditunjukkan pada gambar 4.1. dan gambar 4.2.
Gambar 4.1 menunjukkan alat tampak depan yang terdiri atas box dispenser,penampung
air dari galon 19 liter, LCD 16x2 untuk menampilkan karakter data, keypad membran matrik 4x4 sebagai masukan dan pipa saluran keluar air.
GambarB4.1BImplementasiBSistemB(TampakBDepan)B Box dispenser LCD Keypad Pipa saluran air Galon 19 liter
Untuk mendapatkan hasil yang baik dari sistem, maka hasil implementasi sistem telah mengalami perubahan dari perancangan awal yang sudah dibuat pada bab sebelumnya. Perancangan sebelumnya tidak menggunakan pompa pada sistem, tetapi pada
implementasi menggunakan pompa aquarium. Hal ini terkait dengan kerja solenoid valve
yang membutuhkan air bertekanan cukup untuk membuka valve. Percobaan tanpa
menggunakan pompa sudah dilakukan dan hasilnya aliran air pada sistem tidak lancar. Air yang mengalir dari tampungan tidak kuat mendorong valve untuk buka maksimal dan akibatnya aliran air terlalu kecil atau bahkan tidak bisa mengalir.
Alasan penambahan pompa karena kesulitan dalam mencari solenoid valve yang bekerjanya tidak membutuhkan tekanan. Sehingga diputuskan ditambahkan pompa
aquarium agar air yang masuk ke solenoid valve memiliki tekanan yang cukup dan dapat
mendorong katup untuk membuka. Air yang mengalir keluar solenoid valve dapat terbaca
oleh sensor, dan sistem dapat bekerja dengan baik.
B
B
B
Gambar 4.2 menunjukkan alat bagian dalam dispenser yang terdiri atas power supply, penampung air dari galon, pompa aquarium, solenoid valve dan flow sensor. Air dari
penampung akan dipompa melewati buka-tutup solenoid valve dan alirannya akan terbaca
oleh flow sensor.
GambarB4.2BImplementasiBSistemBBagianBDalamB (TampakBSamping)B Flow sensor Solenoid valve Pompa aquarium 220 AC Supply 5V DC dan 12 V DC Supply 220V Penampung dari galon
4.1.2.
HardwareBElektronikBAlatBPenakarBVolumeBAirB
Hardware elektronik dari alat penakar volume air berbasis mikrokontroler ditunjukkan pada gambar 4.3.
B
Sistem mikro berfungsi sebagai pengendali utama dari sistem alat ini. Sistem mikro
mengunakan 1 buah mikrokontroler ATmega8535. Mikrokontroler mendapat input dari
keypad dan flow sensor, sedang output-nya mengendalikan driver solenoid valve dan tampilan pada LCD 16x2. Sesuai perancangan, keypad dihubungkan ke port D, LCD dihubungkan ke port C, output dari sensor masuk ke pin B.1, dan output pin A.1 menuju
driver pompa dan valve.
4.2.
CaraBPenggunaanBAlatB
Untuk menggunakan alat ini user dapat mengikuti langkah-langkah yang
ditampilkan pada LCD. Pada panel depan juga ditempel panduan penggunaan alat untuk mempermudah penggunaan alat. Panduan penggunaan alat dapat dilihat pada lembar
lampiran 2. Power supply alat ini menggunakan tegangan 220 volt dan tombol ON / OFF
berada di sisi belakang alat. Awalnya user diminta untuk memilih mode melalui keypad. Ada 2 mode pada alat ini, yaitu mode “Khusus” dan mode “Lain”. Pilihan nominal mode
“Khusus” telah di-setting pada sistem, yaitu : 200 ml, 500 ml, 1000 ml dan 2000 ml. Mode
GambarB4.3BImplementasiBHardwareB ElektronikBpadaBSistemB LCD Input keypad Sistem mikro Driver valve dan pompa
yang kedua adalah mode “Lain” untuk pemilihan volume tertentu melalui pengetikan
nominal volume pada keypad. Batasan untuk mode “Lain” adalah nominal terkecil sebesar
100 ml dan nominal terbesar 2000 ml dengan kelipatan 100 ml. Tampilan awal ketika alat dihidupkan ditunjukkan pada gambar 4.4.
Ketika alat dihidupkan, maka pada LCD akan langsung muncul tulisan “Pilih MODP” sebagai mode awal dari sistem. User tinggal pilih mode yang diinginkan, yaitu mode
“Khusus” atau mode “Lain” dengan menekan tombol pada keypad.