11
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada Bab III ini akan dibahas mengenai perancangan alat yang konsep
kerja sistem serta komponen-komponen pendukungnya telah diuraikan pada Bab
II. Perancangan yang akan dibahas meliputi perancangan perangkat keras,
perancangan perangkat lunak dan metode jaringan yang ada pada skripsi ini.
Gambar 3.1 menunjukan blok diagram system secara keseluruhan.
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem
3.1 Cara Kerja Sistem
Secara garis besar sistem ini terdiri dari sebuah mikrokontroler yang
mengolah data masukan dari sensor dan RTC, kemudian masukan tadi di olah
sehingga mendapat hasil berupa debit ethanol dan jumlah ethanol, dan hasil nya
akan disimpan di MMC setiap 8jam.
Cara kerja dari alat penghitung jumlah ethanol dengan menggunakan
sensor alir akan dijelaskan pada langkah-langkah kerja sistem sebagai berikut :
1. Saat alat pertama kali dinyalakan RTC akan mengupdate waktu saat itu,
12
2. Pada layar LCD akan keluar perintah untuk memasukkan MMC.
Mikrokontroler akan membaca MMC, bila MMC belum terbaca maka
perintah untuk memasukkan MMC akan tampil lagi di LCD.
3. Ketika pompa dihidupkan, ethanol akan dipompa sehingga mengaliri
sensor, saat turbine pada sensor begerak maka sensor akan mengeluarkan
pulsa, dan pulsa tersebut akan diolah oleh mikrokontroler, mikrontroler
mengolah pulsa dari sensor menjadi debit ethanol dan jumlah ethanol.
4. Mikrokontroler mengupdate rom yang berupa tanggal, waktu, debit
ethanol, dan jumlah ethanol.
5. Setelah rom terupdate maka di LCD akan tertampil data berupa jam,
tanggal, debit ethanol, dan jumlah ethanol.
6. Mikrokontroler akan menyimpan data tersebut didalam MMC setiap 8 jam.
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Pada sub bab ini akan dijelaskan perancangan perangkat keras yang
digunakan oleh sistem. Perangkat keras yang menyusun skripsi ini menjadi satu
sistem terdiri dari beberapa bagian yaitu:
1. Box (meja tempat keseluruhan alat)
2. Mikrokontroler Atmega 32
3. RTC DS1307
4. LCD (Liquid Crystal Display)
5. Modul MMC
6. Sensor Alir (Flow Sensor)
3.2.1. Box (meja tempat keseluruhan alat)
Pada skripsi ini dirancang dan direalisasikan sebuah box yang
berbentuk meja yang berfungsi sebagai tempat kaseluruhan alat (Gambar
3.2). Box ini berfungsi sebagai tempat simulasi dan pengujian alat
sementara. Panjang box 76 cm, lebar 47 cm, dan tinggi 46 cm (Gambar
3.3). Pada box ini terdapat pompa air yang berfungsi memompa ethanol
13
mengalirkan air dengan debit 31 liter/menit. Pipa pvc digunakan sebagai
penghubung sehingga ethanol dapat mengalir dan terjadi sirkulasi. Ember
digunakan sebagai media penampungan ethanol.
Gambar 3.2. Meja dan Keseluruhan Alat
Keterangan gambar:
1. Box mikrokontroler dan sensor
2. Pipa PVC
3. Penampung ethanol
4. Pompa air
5. Meja tempat alat
14
Gambar 3.4. Pompa Air
3.2.2. Mikrokontroler
Pada Bab II sudah dijelaskan bahwa dalam perancangan, sistem ini
menggunakan mikrokontroler keluarga AVR jenis ATmega32. ATmega32
dipilih karena selain memiliki ADC (Analog Digital Converter)
ATmega32 juga meliliki memory yang cukup besar dan port yang banyak.
Mikrokontroler ini berfungsi sebagai pengendali utama yang dibuat
sehingga semua proses yang meliputi penerimaan dan pengolahan data
dari RTC DS1307, pengolahan data dari sensor, dan penyimpanan data
pada modul MMC. Gambar 3.5 menunjukkan untai modul mikrokontroler,
sedangkan untuk konfigurasi port-port mikrokontroler ditunjukkan pada
15
Gambar 3.5. Untai Modul Mikrokontroler
Tabel 3.1 Konfigurasi Penggunaan PIN Atmega 32
Nama Port Fungsi
PORT A.0 SDA
PORT A.1 SCL
PORT B.4 CS
PORT B.5 MOSI
PORT B.6 MISO
PORT B.7 SCK
PORT C LCD
PORT D.2 OUT SENSOR
16 3.2.3. RTC DS1307
Pada pembuatan alat dalam skripsi ini digunakan RTC jenis
DS1307. Dari rangkaian RTC hanya ada 3 pin saja yang digunakan untuk
dikoneksikan ke mikrokontroler. Pin-pin tersebut yaitu SDA, SCL, dan
SWQ/OUT pada kaki ke 5 dan 6 dari RTC DS1307. Port A.0 dan A.1
pada mikrokontroler digunakan untuk dikoneksikan pada pin SDA dan
SCL yang masing-masing telah diberi resistor pull-up sebesar 4K7. Kaki
SQW dikoneksikan pada port D.3 yang sebelum nya telah diberi resistor
bernilai 4K7 Ohm. Pada rangkaian RTC ditambahkan sebuah baterai
sebesar 3,3 V untuk menyuplai rangkaian RTC pada saat tidak ada sumber
tegangan yang diberikan oleh mikrokontroler ke rangkaian RTC ini.
Rangkaian RTC DS1307 disajikan pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Rangkaian RTC DS1307
3.2.4. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) dengan ukuran 4 baris x 20 kolom.
LCD berfungsi untuk menampilkan jam,tanggal, debit ethanol, dan jumlah
ethanol. Lewat penampil ini pengguna dapat mengetahui hal – hal yang
disampaikan oleh mikrokontroler, sehingga pengguna dapat menentukan
17
mikrokontroler pada port C. Skematik LCD dan LCD 4 baris dan 20
kolomdisajikan pada Gambar 3.7
Gambar 3.7. LCD 4 baris x 20 kolom dan Skematik LCD
3.2.5. Modul MMC
Pada bagian recording digunakan SD-MMC Card Data Logger
Module. Modul MMC ini akan merekam debit, jam, tanggal. Apabila
mikrokontroler tidak mendeteksi MMC pada data logger maka proses
recording tidak akan berjalan. Apabila proses recording sudah selesai¸
untuk menghentikan proses tersebut dilakukan suatu perintah yang
berfungsi untuk menutup sebuah file yang telah terisi oleh data – data
seperti debit, jam, tanggal.Pada modul MMC ini terdapat 6 pin yang
tersambung pada mikrokontroler. Antara lain VCC disambungkan di VCC
mikrokontroler, GND disambungkan pada ground mikrokontroler, CS
disambungkan pada port B.4, MOSI disambungkan pada port B.5, MISO
disambungkan pada port B.6, dan SCK disambungkan pada port B.7.
Modul MMC akan disajikan pada Gambar 3.8.
18 3.2.6. Sensor Alir (Flow Sensor)
Sensor yang digunakan adalah JYQ-2 Oval Gear Diesel Fuel Flow
Meter (Gambar 3.9), ini merupakan sebuah alat penghitung laju aliran air
yang sudah jadi tetapi tidak ada fitur- fitur yang dibutuhkan pada skripsi,
maka dari itu alat ini dibongkar dan diambil sensornya. Sensor dapat
menghitung debit aliran sebesar 120 L/Min dan mempunyai akurasi
sebesar 0,5%. Dengan menggunakan tegangan inputan sebesar 5V, sensor
ini mempunyai outputan sebesar 0,5V – 4,5V. Gambar 3.10 adalah gambar
sensor alir yang sudah dibongkar dan sudah terpasang pada box
mikrokontroler.
Gambar 3.9. JYQ-2 Oval Gear Diesel Fuel Flow Meter
19 3.3 Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian ini akan dijelaskan tentang perangkat lunak yang ada pada
sistem. Perangkat lunak ini meliputi perancangan perangkat lunak yang
ditanamkan pada mikrokontroler Atmega32. Perangkat lunak yang ditanamkan
pada mikrokontroler ini berguna untuk mengendalikan semua kegiatan yang
dilakukan oleh tiap-tiap komponen sehingga dapat bekerja secara bersama-sama
sehingga membentuk suatu sistem. Adapun perangkat lunak ini berperan dalam
beberapa fungsi diantaranya pengolahan data yang berasal dari sensor dan RTC,
pengolahan konfersi data dan output data pada bagian MMC dan LCD. Gambar
3.11 merupakan diagram alir perangkat lunak.
20
Saat tombol power dinyalakan pertama kali mikrokontroler akan
melakukan inisialisasi terlebih dahulu. Pertama kali mikrokontroler akan
memeriksa apakah terdapat MMC yang menancap pada modul SD-MMC Card
Data Logger Module. Apabila tidak ada MMC yang terdeteksi maka pada
penampil LCD akan menampilkan pesan “ MASUKKAN MMC”. Ketika MMC
terdeteksi akan melanjutkan ke langkah selanjutnya.
Selanjutnya mikrokontroler akan membaca data dari sensor, data dari
sensor berupa pulsa, saat pulsa hight maka interrupt akan aktif untuk menambah
jumlah pulsa.
Untuk menghitung jumlah volume dan debit dapat menggunakan rumus
sebagai berikut,
Volume = jumlah pulsa yang dibaca sensor / jumlah pulsa dalam satu liter
vol=jumlahPulsa/288; //=================rumus dalam liter
Bila data dari RTC juga sudah terbaca maka akan tertampil pada LCD jam,
tanggal, debit ethanol, dan jumlah ethanol.
Interrupt akan menghitung counter setiap 8 jam (28800 detik) dan akan
menyimpan data debit ethanol, jumlah ethanol, jam, dan tanggal pada MMC.
