BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1. Umum
Sistem pemanasan mesin sepeda motor secara otomatis merupakan sistem yang bertujuan untuk menyalakan mesin sepeda motor secara otomatis dan terjadwal. Sistem ini menggunakan arduino uno yang dilengkapi dengan beberapa pheripheral masukan dan keluaran.
Sistem pemanasan mesin sepeda motor secara otomatis berbasis arduino merupakan sistem yang bekerja dengan tujuan pemeliharaan mesin sepeda motor. Sistem ini bekerja dengan menggunakan indikator bahan bakar, indikator baterai, indikator transmisi dan indikator status mesin sebagai parameter.
Sistem pemanasan mesin sepeda motor ini juga dapat dipantau dari aplikasi android pada smartphone. Sistem ini akan melakukan pembacaan data dari sepeda motor kemudian mengirimkan dan menyimpannya pada database yang terdapat pada web server melalui jaringan internet. User menggunakan aplikasi android untuk mangakses dan menampilkan data pada database tersebut. Gambar 3.1 memperlihatkan gambaran umum dari sistem yang akan dirancang.
3.2. Perancangan Sistem Pemanasan Mesin Sepeda Motor
Pada sistem ini arduino berperan sebagai pusat pengolahan data pembacaan sensor. Pada Arduino terdapat ADC berperan dalam pengolahan sinyal analog sensor ke digital dan terminal masukan/keluaran digital untuk keperluan komunikasi digital. Sensor-sensor dibaca dan data pembacaan kemudian diolah untuk dikirim ke server dengan menggunakan HTTPS request dengan menggunakan GET method. Data yang dikirim diolah dan disimpan untuk keperluan monitoring. Monitoring dilakukan dengan menggunakan sebuah aplikasi berbasis android secara online menggunakan smartphone. Pada gambar 3.2 diperlihatkan gambaran perancangan alat dalam diagram blok sistem.
Gambar 3. 2 Diagram blok sistem
3.3. Perancangan Perangkat Keras
motor secara otomatis. Pada gambar 3.3 diperlihatkan diagram blok perangkat keras sistem pemanasan mesin sepeda motor.
Gambar 3. 3 Diagram blok hardware
3.3.1. Timer
Timer yang dipakai adalah RTC DS3231. Timer ini membutuhkan minimal empat terminal untuk bisa berkomunikasi dengan arduino yaitu: VCC, Ground, SCL dan SDA. VCC di pasang pada tegangan keluaran arduino 5 volt, Ground dipasang pada terminal Ground keluaran arduino, SDA dipasang pada terminal A4 dan SCL dipasang pada terminal A5. Berikut adalah rangkaian skematik antara arduino uno dengan RTC DS3231. Gambar 3.5 menunjukkan rangkaian skematik dari IC RTC DS3231 dengan arduino uno
Gambar 3. 5 Diagram skematik DS3231 dengan arduino
Berikut program menjalankan pembacaan RTC DS3231 oleh arduino. // Convert binary coded decimal to normal decimal numbers byte bcdToDec(byte val)
{
return( (val/16*10) + (val%16) ); }
// read the DS3231
void readDS3231time(byte *second, byte *minute,
byte *month, byte *year) {
Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0);// set DS3231 register pointer to 00h Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(DS3231_I2C_ADDRESS, 7);
// request seven bytes of data from DS3231 starting from register 00h
*second = bcdToDec(Wire.read() & 0x7f); *minute = bcdToDec(Wire.read());
*hour = bcdToDec(Wire.read() & 0x3f); *dayOfWeek = bcdToDec(Wire.read()); *dayOfMonth = bcdToDec(Wire.read()); *month = bcdToDec(Wire.read()); *year = bcdToDec(Wire.read()); }
3.3.2. Pengukuran Level Bahan Bakar
Pengukuran bahan bakar dilakukan dengan mengukur tegangan jepit antara kedua terminal pelampung bahan bakar yang terdapat didalam tanki sepeda motor MINERVA MX150. Untuk mengukur tagangan tersebut, maka dipasang sebuah sensor tegangan seperti pada gambar dibawah ini. Gambar 3.6 memerlihatkan rangakaian skematik sensor bahan bakar.
Gambar 3.7 memperlihatkan hasil pembacaan sensor tegangan jepit dari pelampung bahan bakar melalui serial monitor dari arduino software pada saat bahan bakar dalam keadaan (A) penuh, (B) kosong dan (C) reserve. hasil pembacaan sensor di simpan dengan nama varibel ‘ sensor1’ .
Gambar 3. 7 Grafik pembacaan sensor tengangan pada pelampung bahan bakar
Dari hasil pembacaan sensor tersebut, nilai data di ubah ke dalam satuan persen (%) dengan rumus:
= ( 1) 100 (%)
= (65 1) 65 10 (%)100
= (65 1) 1,85 (%)
Dimana:
Fuel : tingkat ketinggian bahan bakar dalam tangki (%)
0
Grafik pembacaan sensor tingkat bahan bakar
A : nilai pembacaan sensor pada saat bahan bakar penuh B : nilai pembacaan sensor pada saat bahan bakar kosong Sensor1: hasil pembacaan sensor
Berikut program menjalankan pembacaan pengukuran level bahan bakar oleh arduino.
float Sensor1 = analogRead(A2);
delay (1000);
fuel =(66.00 - Sensor1) *1.85;
3.3.3. Pengukuran Tegangan Baterai
Pengukuran tegangan baterai dilakukan dengan memasang sensor tegangan pada terminal positif dan negatif baterai tersebut seperti pada gambar 3.8.
Gambar 3.9 memperlihatkan hasil pembacaan sensor tegangan baterai melalui serial monitor dari arduino software pada saat tegangan baterai sebesar 12V. hasil pembacaan sensor di simpan dengan nama varibel ‘ sensor2’ .
Gambar 3. 9 Rangkaian skematik sensor tegangan Baterai
Dari hasil pembacaan sensor tersebut, nilai pembacaan diubah kedalam satuan Volt dengan rumus sebagai berikut:
= 2 582 (12 )
Dimana:
V : tegangan baterai (Volt)
Sensor2 : hasil pembacaan sensor tegangan baterai
Berikut program menjalankan pembacaan pengukuran tegangan baterai oleh arduino.
float Sensor2 = analogRead(A1); delay (1000);
float battery = Sensor2 * (12.0 / 582.0); delay (1000);
3.3.4. Pembacaan status mesin
Pembacaan status mesin bertujuan untuk mengetahui status mesin apakah dalam keadaan menyala atau tidak. Saat menyala mesin akan menghasilkan tegangan AC 3 fasa, dengan memanfaatkan keadaan ini maka sebuah dioda bridge dipasang antara dua kutub generator mesin sepeda motor tersebut sebagai penyearah gelombang tegangan AC. Kapasitor di pasang pada kutub positif (+) dan negatif (-) dioda blidge tersebut untuk mengurangi riak tegangan DC keluarannya dan sebuah resistor sebagai pembatas arus pada salah satu terminal fasa masukan dioda bridge. Dengan memasang sebuah sensor tegangan untuk mendeteksi ada tidaknya tegangan pada keluaran dioda bridge tersebut maka arduino dapat mengetahui status mesin sepda motor. Pembacaan status mesin ini dipasang pada terminal A0 arduino. Gambar 3.10 memperlihatkan rangkaian skematik dari sensor tegangan untuk membaca status mesin.
Pada gambar 3.11 diperlihatkan grafik hasil pembacaan status mesin saat mesin dalam kondisi mati (OFF) dan hasil pembacaan saat mesin dalam kondisi menyala (ON). Hasil pembacaan status mesin disimpan dengan nama variabel ‘ val”.
Gambar 3. 11 Grafik hasil pembacaan status mesin
Dari hasil pembacaan status mesin tersebut kita lihat bahwa ada
pembedaan antar pembacaan pada kedua kondisi mesin. Status mesin dapat kita peroleh dengan ketentuan sebagai berikut
ON ==> val > 10 OFF ==> val < 10
Berikut program pembacaan status mesin oleh arduino. float val = analogRead(A0);
delay(1000);
Grafik pembacaan sensor tegangan mesin
3.3.5. Pembacaan Status Transmisi
Pembacaan status transmisi dilakukan untuk mengetahui posisi dari sistem transmisi pada sepeda motor. Kondisi transmisi yang dibaca adalah posisi netral dan posisi tidak netral. Sepeda motor minerva MX150 sudah dilengkapi dengan sebuah sakelar sebagai indikator transmisi netral dan tidak. Pada gambar 3.12 merupakan rangkaian
Gambar 3. 12 Rangakian skematik pembacaan status transmisi
Berikut program pembacaan status transmisi oleh arduino.
digitalWrite(pul,HIGH); // puldown input neutral
Transmission = “ON GEAR”; }
3.3.6. Power Relay
Power relay dipasang pada kedua terminal sakelar power sepeda motor.
Tegangan masukan untuk menggerakkan relay ini berasal dari keluaran 5 volt arduino melalui sebuah transistor NPN yang dipicu oleh tegangan keluaran arduino pada terminal delapan. Pada gambar 3.13 diperlihatkan rangkaian skematik power relay.
Gambar 3. 13 Rangkaian skematik power relay
Berikut program untuk mengaktifkan relai Power oleh arduino. digitalWrite(power,LOW);
delay (4000);
Berikut program untuk mematikan relai Power oleh arduino. digitalWrite(power,HIGH);
3.3.7. Starter Relay
Starter Relay dipasang pada kedua terminal sakelar starter sepeda motor.
arduino pada terminal sembilan. Pada gambar 3.14 diperlihatkan rangkaian skematik dari starter relay.
Gambar 3. 14 Rangkaian skematik starter relay
Berikut program untuk mengaktifkan starter relay oleh arduino. digitalWrite(9,LOW);
delay (3000);
3.3.8. Sim800l
Gambar 3. 15 Rangkaian skematik Sim800l
Berikut diagram blok dan program sim800l pada arduino. SoftwareSerial sim800l(11, 10);
String stringPARA =
"AT+HTTPPARA=\"URL\",\"http://autobike.pe.hu/input.php?fuel="; String stringend = "\"";
String stringPARA2 = ""; String bt = "&battery="; String en = "&engine_st="; String tr = "&transmission="; float fuel; + transmission + stringend;
ShowSerialData();
sim800l.println("AT+SAPBR=3,1,\"CONTYPE\",\"GPRS\"");//setting the SAPBR, the connection type is using gprs
delay(1000);
3.4. Perancangan Penjadwalan Sistem
Pada penjadwal akan diatur kapan sepeda motor akan melakukan pemanasan mesin secara otomatis. Dalam hal ini sepeda motor akan melakukan pemanasan mesin secara otomatis pada pukul 7:00:00 pada zona waktu GMT+7. Jika dalam melakukan penyalaan pada mesin sepeda motor tidak berhasil, maka sistem akan mengulangi penyalaan sebanyak 3 kali. Berikut program arduino untuk melakukan penjadwalan pemanasan mesin secara otomatis.
void start_engine() {
digitalWrite(power,LOW); delay (4000);
sensor();
if(fuel>31.45 && battery > 10 && transmission == "NEUTRAL" && engine == "OFF")
{
cacah = 0;
while (engine == "OFF" && cacah <3) {
byte second, minute, hour, dayOfWeek, dayOfMonth, month, year; readDS3231time(&second, &minute, &hour, &dayOfWeek, &dayOfMonth, &month,
&year); delay(1000);
if (hour==07 && minute==00 && second == 00) {
start_engine(); delay(1000);
delay (4000);
3.5. Perancangan Web Server dan Database
Pada sisi server, akan dirancang halaman web untuk menerima data dari Sim800l, database tempat disimpannya data-data hasil pembacaan, sebuah script page yang dapat digunakan oleh aplikasi android untuk mengakses database dan
menampilkannya pada user. Gambar 3.16 memperlihatkan bagian-bagian pada sistem sisi server.
Gambar 3. 16 Diagram Blok Bagian Sever
3.5.1. Get-Method Page
Setelah terhubung, selanjutnya data-data yang diterima dari sim800l akan dipecah sesuai dengan nama variabel dan nilainya, kemudian akan dimasukkan ke dalam database tersebut. Metode GET digunakan karena data yang dikirim tidak besar dan tidak bersifat sensitif (sekuritas).
Pada metode GET,untuk mengirim data ke server, perlu ditambahkan karakter “?” ke dalam URL utama. Untuk menggunakan metode GET, kita dapat mengetik pada URL web browser dengan contoh sebagai berikut:
Autobike.pa.hu/input.php/<variable1=value1>&<variable2=valua e2>&<...>
Diamana:
• Input.php?: alamat url utama dimana web server sedang
dijalankan.
• <variable1=value1 : diisi dengan nama variabel yang digunakan dan
niali dari variabel tersebut dimana kita ingin web server membaca nilai tersebut.
Setiap argumen dipisahkan dengan dengan karakter “&”. Nama variabel dan nilainya dipisahkan dengan karakter “=”. Berikut script program PHP yang digunakan untuk menerima data yang dikirim oleh sim800l dan menyimpannya ke database.
<?php
date_default_timezone_set("Asia/jakarta"); $time = date("h:i:sa");
$date = date ("Y:m:d");
$server = "mysql.hostinger.in"; // host name
$username = "u398539280_bike"; // database username $password = "harpot"; // database password
$dbname = "u398539280_auto"; //database name
// Create connection
$sql = "INSERT INTO minerva (fuel,battery, engine_st,
MySQL database digunakan untuk menyimpan data-data yang telah dikirim sehinggan dapat dipakai dan diolah. Database ini memiliki sebuah tabel dengan 7 kolom (field) yang terdiri dari nama kolom beserta tipe datanya yaitu:
- Nomor (integer)
3.6. Perancangan Aplikasi Monitoring Android
Aplikasi monitoring android digunakan sebagai mengakses data dari database dan menampilkannya pada user. Aplikasi dapat dijalankan pada
smartphone Android dimana smartphone tersebut terhubung melalui jaringan
<?php
require_once('connect.php');
$sql = "SELECT * FROM minerva ORDER BY nomor DESC LIMIT 1"; $r = mysqli_query($con,$sql);
Gambar 3. 17 Tampilan awal aplikasi
BAB IV
PENGUJIAN DAN IMPLEMENTASI
4.1. Metode Pengujian
Dalam bab ini akan dilakukan pengujian terhadap sistem pemanasan mesin sepeda motor secara otomatis. Metode yang dilakukan pada pengujian sebelum diterapkan pada sepeda motor Minerva MX150 adalah dengan menjalankan sistem secara tersendiri dengan memperhatikan sistem penjadwalan dalam menyalankan dan mematikan power relay serta starter relay. Pengujian juga dilakukan pada pembacaan sensor-sensor yang terpasang pada perangkat sistem yaitu berupa 3 buah sensor tegangan. Pengujian - pengujian yang dilakukan pada alat ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dan proses kerja dari bagian – bagian yang diuji serta sistem secara keseluruhan sebelum diterapkan pada sepeda motor Minerva MX150. Hasil pembacaan sensor pada sistem pemanasan sepeda motor diolah dengan menjadi data dengan satuan dari parameter indikator yang diukur. Gambar 4.1 memperlihatkan hasil dari perancangan perangkat keras sistem pemanasan messin sepeda motor.
4.2. Pengujian Pembacaan Sensor
Dalam bab ini akan dibahas pengujian terhadap sistem, dalam hal ini dilakukan dengan membaca serial monitor pada arduino software. Pengujian dilakukan untuk mendapatkan data kondisi sepeda motor. Gambar 4.2 memperlihatkan pengujian sistem terhadap sepeda motor Minerva MX 150.
Gambar 4. 2 Pengujian sistem pada sepeda motor Minerva MX 150
4.2.1. Pembacaan Tegangan Baterai
Gambar 4. 3 Letak baterai
4.2.2. Pembacaan Tingkat Bahan Bakar
Dari pengujian ini didapat nilai tingkat ketinggian bahan bakar sepeda motor Minerva MX150 dengan menggunakan sensor tegangan. Data yang diperoleh adalah data dalam bentuk persentase (%). Gambar 4.5 memperlihatkan letak dari pelampung bahan bakar dan gambar 4.6 memperlihatkan hasil pembacaan tingkat bahan bakar melalui serial monitor arduino software.
Gambar 4. 5 Pelampung bahan bakarpada sepeda motor Minerva MX 150 Pelampung bahan
Gambar 4. 6 Pembacaan ketinggian bahan bakar (%)
4.2.3. Pembacaan Status Mesin
Gambar 4. 7 Saluran keluaran 3 fasa dari mesin
Gambar 4. 9 Pembacaan status mesin dalam kondisi OFF
4.2.4. Pembacaan Status Transmisi
Gambar 4. 10 Kabel indikator transmisi sepeda motor
Gambar 4. 12 Pembacaan status transmisi dalam keadaan ON GEAR
4.3. Pengujian Penjadwalan
Tabel 4. 1 Penjadawalan pemanasan mesin sepeda motor Minerva MX 150
Tanggal Waktu
penyalaan
Waktu mematikan
Status keterangan
3 Maret 2017 07:00:00 07:01:01 Berhasil
-4 Maret 2017 07:00:00 07:01:02 Berhasil
-5 Maret 2017 07:00:00 07:01:34 Berhasil
-6 Maret 2017 07:00:00 07:01:36 Berhasil
-7 Maret 201-7 - - Tidak berhasil Baterai < 10 Volt
8 Maret 2017 07:00:00 07:01:40 Berhasil
-9 Maret 2017 07:00:00 07:01:38 Berhasil
-4.4. Pengujian Pengiriman Data
Gambar 4. 14 Data yang diterima oleh web server
4.5. Pengujian Aplikasi Android
Pada pengujian aplikasi android dilakukan dengan menekan tombol ‘ GET’ untuk menampilkan data terakhir pada database. Tabel 4.3 memperlihatkan data yang terdapat pada database dan gambar 4.8 memerlihatkan hasil dari pengambilan data terakhir dari database oleh aplikasi android.
4.6. Hasil Implementasi Terhadap Sepeda Motor Minerva MX 150
Setelah melakukan percobaan selama 7 hari terhadap sistem yang sudah dibuat maka didapat hasil pada tabel berikut:
Tabel 4. 2 Data yang diterima oleh web server selama 7 hari
4.1. Analisa Data
Dari data yang sudah diambil gambar 4.17 meperlihatkan grafik perubahan tegangan sepeda motor Minerva MX 150.
Gambar 4. 17 Grafik perubahan tegangan baterai selama 7 hari
Dari gambar 4.17 ditunjukkan penurunan tegangan baterai. Penurunan tegangan baterai sangat berpengaruh pada pembacaan sensor bahan bakar. Hal itu terjadi dikarenakan kurangnya tegangan yang di-suplay ke pelampung bahan bakar. Perubahan akan sangat signifikan saat baterai berada dibawah 10 Volt. Pada hari ke-5 tidak dilakukan pemanasan mesin sepeda motor di karenakan tegangan baterai berada dibawah 10 Volt. Setelah dilakukan pengukuran terhadap kebutuhan tegangan masukan pada perangkat keras sistem maka didapati bahwa perangkat ini membutuhkan arus sebesar 314 mA. Penurunan tegangan terjadi karena kebutuhan perangkat sistem. Maka untuk mengatasi masalah ini pada hari ke-6 dibuat suatu
13
GRAFIK PEMBACAAN BATERAI SAAT
PEMANASAN SELAMA 1 MINGGU
catu daya eksternal berupa catu daya 12 Volt. Sehingga pada hari ke-6 dan ke-7 tegangan baterai berada diatas 10 Volt.
Pada gambar 4.18 diperlihatkan grafik pembacaan tingkat bahan bakar dan baterai selama 1 minggu.
Gambar 4. 18 Grafik pembacaan tingkat bahan bakar dan baterai selama 7 hari
Dari gambar 4.18 didapati bahwa pembacaan tingkat bahan bakar akan mengalami tingkat error yang lebih besar ketika kondisi baterai berada dibawah 10 Volt. Hal ini terjadi dikarenakan kurangnya tegangan listrik yang diberikan kepada pelampung bahan bakar sehingga terjadi penurunan tegangan keluaran pembacaan tingkat bahan bakar.
92.5 88.8 85.5
79.55
99.9
66.6 66.6
13.1 10.47 10.49 10.58 9.98 11.22 10.89
1 2 3 4 5 6 7
Grafik Pembacaan bahan bakar dan
baterai selam 1 minggu
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian dan implementasi yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
• Sistem pemanasan mesin secara otomatis berbasis arduino dapat diterapkan
pada sepeda motor Minerva MX 150.
5.2. Saran
Beberapa saran yang dapat diberikan sehubungan dengan pelaksanaan Skripsi ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk perancangan selanjutnya diharapkan menambahkan indikator yang lebih banyak sebagai parameter pemanasan mesin sepeda motor secara otomatis serta menganalisis kebutuhan daya listrik oleh sistem untuk meningkatkan kamampuan sistem dan mengurangi kebutuhan daya listrik.
