16
BAB III
METODE PERANCANGAN
3.1 Diagram Aliran Perancangan Buka Tutup Pintu Otomatis
Proses perancangan yang di pergunakan dalam perancangan buka tutup pintu otomatis ini secara garis besarnya terdapat 3 tahap yaitu,tahap perancangan desain,tahap pembentukan desain dan tahap pemrograman.
Perancangan buka tutup pintu otomatis hanya berfokus pada cara pintu tersebut bisa berjalan sesuai perintah, dimana sensor RFID dan sensor Ultrasonik akan mendeteksi objek yang akan masuk, lalu sensor akan mengirim perintah terhadap motor servo lalu motor servo akan bergerak pada sudut yang sudah ditentukan agar pintu bisa terbuka dan setelah objek masuk pintu secara otomatis akan menutup kembali.
Dalam perancangan buka tutup pintu otomatis, perancangan yang digunakan adalah metode perancangan Pahl dan beitz. Metode ini dapat dilihat pada diagram 3.1 di bawah ini.
Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Pahl and Beitz perancangan simulasi buka tutup pintu otomatis
Daftar Persyaratan (Spesifikasi)
Mengembangkan Solusi Utama
• Mengidentifikasi masalah-masalah penting
• Memformulasi usulan pengembangan simulasi buka tutup pintu otomatis
• Menentukan struktur fungsi buka tutup pintu otomatis
• Mencari prinsip-prinsip kerja
• Evaluasi terhadap kriteria teknis & ekonomis
Konsep perancangan simulasi buka tutup pintu otomatis
Diagram alir perancangan simulasi buka tutup pintu otomatis yang akan dirancang dapat dilihat pada diagram 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.2 Diagram Alir perancangan buka tutup pintu otomatis
Adapun tahap-tahap perancangan dari buka tutup pintu otomatis dibagi menjadi 3 tahap, yaitu :
Perancangan buka tutup pintu otomatis
Mulai
Memenuhi syarat fungsional, biaya dan kemudahan memperoleh
material/komponen
Perancangan komponen elektronika
Dapat difungsikan sebagai gerak pintu otomatis
Pemograman void loop untuk menggerakan motor
servo
Motor servo dapat menggerakan arm/gear rasio sesuai dengan
perintah void loop
Selesai
Perbaikan desain
Pemeriksaan dan perbaikan
Pemeriksaan dan perbaikan
3.1.1 Perancangan dan Penjelasan Produk
Dalam fase perancangan dan penjelasan produk terdiri dari kumpulan informasi tentang permasalahan serta identifikasi kendala-kendala yang dihadapi agar mencapai solusi akhir. Informasi yang diberikan merupakan acuan penyusunan spesifikasi. Spesifikasi berisikan persyaratan yang diharapkan atau requirement yang harus dipenuhi oleh konsep yang akan dibuat.
Hasil fase ini adalah spesifikasi produk yang dimuat dalam tabel daftar spesifikasi teknis. Daftar spesifikasi teknis ini terdiri dari dua persyaratan yaitu suatu yang merupakan tuntutan (demand) dan suatu yang merupakan keinginan (wishes). Tabel spesifikasi teknis dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut ini.
Table 3.1 Data spesifikasi teknis hasil identifikasi kebutuhan
Persyaratan Demand (D)
Wish
(W) Hasil Identifikasi
Manufaktur
√ Biaya produksi alat terjangkau
√ Proses pembuatan mudah
√ Perakitan yang mudah
√ Proses bongkar-pasang yang mudah
Konstruksi
√ Konstruksi yang kuat
√ sifat usia yang lama
√ tidak mudah rusak
Ergonomis
√ Mudah di pindahkan
√ Pengoperasian yang mudah
√ Ukuran kemampuan membuka pintu secara cepat
Perawatan
√ Perawatan yang mudah
√ Kemudahan memperoleh part
√ Part yang tahan lama
Keefisiensian
√ Penggunaan daya listrik yang rendah
√ Bekerja untuk jangka waktu yang lama/terus-menerus
√ Pengoperasian skala rumah
√ Biaya produksi lebih murah
Setelah persyaratan utama diketahui, selanjutnya dibuatlah struktur fungsi secara keseluruhan dari simulasi buka tutup pintu otomatis. Penggambaran struktur fungsi ini digunakan diagram blok fungsi yang di dalamnya menunjukkan hubungan antara input dan output. Input dan output dari struktur fungsi dapat berupa energi (Ei/o), Material (Mi/o) dan Sinyal (Si/o).
Apabila Diagram blok fungsi memiliki komponen-komponen yang lebih kompleks maka akan dibuat Diagram blok subfungsi untuk lebih mendetailkan komponen-komponen kompleks tersebut pada diagram 3.2 Adapun diagram fungsi simulasi buka tutup pintu otomatis dapat di lihat pada diagram 3.3,dan untuk diagram sub fungsi simulasi buka tutup pintu otomatis dapat dilihat pada diagram 3.4 dibawah ini sebagai berikut ;
Buka Tutup Pintu otomatis
Gambar 3.2 Diagram Blok Fungsi simulasi buka tutup pintu otomatis
Eo : Objek
So : Off
Mo : Motor Servo
Ei : Daya Listrik
Si : On
Mi : Sensor RFID Mi : Senssor Ultrasonik Ei : Program Arduino G. Code
Ei : Daya Listrik Eo ; Objek
Ei ; Program Arduino G. Code
Mo ; Motor servo
Mi : Sensor RFID
Mi ; Sensor Ultrasonik So ; Off
Si ; On Gambar 3.3 Diagram Blok Sub Fungsi buka tutup pintu otomatis
Gambar 3.4 Prinsip proses kerja simulasi buka tutup otomatis
Simulasi pintu otomatis ini berfungsi untuk memperolah sistem buka tutup pintu otomatis, Perancangan alat ini melakukan uji yaitu dengan cara, saat suatu objek yang melewati sensor maka sensor RFID dan Ultrasonik akan mendekteksi, lalu jika sudah terdeteksi oleh sensor, sensor akan mengirim perintah ke motor servo sebagai pengerak untuk menuju sudut 180 derajat sesuai yang telah
Mikrokontrol Objek
Sensor ultrasonik
Motor servo Pintu
Sensor RFID
Program Arduino
G. Code Kontrol
Sensor RFID Motor servo Penyambung Pintu
Penulisan program Berupa ukuran pola ( Arduino Ide )
Sensor Ultrasonik Motor servo Penyambung Pintu
diprogram, maka jika motor servo yang sudah disambungkan kepada penguhubung ke pintu, otomatis maka pintu akan terbuka lalu jika objek sudah masuk ke dalam, secara otomatis juga pintu akan tertutup kembali. program Arduino selanjutnya di proses di dalam mikrokontroler, mikrokontroler mengatur pergerakan motor penggerak di salurkan ke transmisi dan menggerakan sensor RFID, Ultrasonik dan motor servo. Pergerakan dari kedua benda inilah yang akan mengatur gerak dari pintu yang telah dipasang pada model.
3.1.2 Perancangan Konsep Produk
Pada fase perancangan konsep produk ini dibuatlah konsep pada yang dirasa dapat memenuhi persyaratan-persyaratan yang telah dicantumkan pada fase pertama. Konsep yang ditawarkan merupakan solusi dari permasalahan pada perancangan yang harus dipecahkan. Adapun konsep dijadikan solusi untuk memecahkan permasalahan permasalahan pada fase pertama. Dalam penyusunan konsep pertama-tama dibuatlah sub fungsi konsep terlebih dahulu yang dapat memenuhi persyaratan spesifikasi produk. Penyusunan konsep dapat dilihat pada tabel 3.2 sebagai berikut.
Table 3.2 Sub fungsi konsep simulasi buka tutup pintu otomatis
No Subfungsi A B C
1 Profil kerangka
Karton 2 Sensor RFID
Sensor RFID Card
3 Sensor Ultrasonik
Sensor Ultrasonik 4 Motor Servo
Motor Servo Motor DC 5 Penghubung
Akrilik Alumunium 6 Software
program
Arduino IDE 7 Project Board
Project Board 8 Pengirim Data
Kabel Serial
9 Mikrokontroler
Arduino Uno ATmega8535 10 Kabel
Kabel Jumper 11 Notifikasi
Led Buzer
12 Daya Listrik
Adaptor 9V Powerbank 5V
Dari tabel hasil identifikasi masalah akan terlihat berbagai kemungkinan kombinasi sub-fungsi yang mungkin untuk digunakan.
3.1.3 Pemilihan Konsep Varian
Dalam pembuatan konsep varian kita harus memperhatikan segi teknik dan ekonominya. Pemilihan konsep varian dilakukan untuk pengerjaan model dan menentukan unjuk kerja secara kuantitatif. Dari tabel 3.2 didapatkan hasil varian sebagai berikut:
Varian = 1(a), 2(a), 3(a), 4(a), 5(a), 6(a), 7(a), 8(a), 9(a), 10(a).
3.2 Desain Perangkat Keras
Dari identifikasi,kombinasi,serta evaluasi masalah di atas maka dapat ditentukan layout perancangan pintu garasi otomatis pada gambar 3.5 sebagai berikut
Gambar 3.5 Desain perangkat keras
1.3 Proses Pengerjaan
3.3.1 Alat yang digunakan 1. Kater
2. Gunting 3. Lem G 4. Amplas 5. Isolasi kertas 6. Penggaris 7. Pensil
3.3.2 Bahan yang digunakan 1. Karton
2. Akrilik 3. Alumunium 3.3.3 Proses Pengerjaan
Pengerjaan buka tutup pintu otomatis meliputi hal berikut:
1. Rumah prototype karton berjumlah 3 buah dan dipotong dengan ukuran tinggi 20 cm lebar 35 cm dan tinggi 20 cm lebar 12 cm.
2. Pintu karton dengan ukuran tinggi 15 cm dan lebar 10 cm.
3. Jalur rel pintu menggunakan alumunium dengan ukuran 20 cm.
4. Pondasi sensor Ultrasonik menggunakan karton Panjang 6 cm dan lebar 3 cm.
5. Akrilik buat penguhubung Panjang 5 cm dipasng ke servo ke rel pintu.
6. Kemudian dipasang menjadi satu dengan lem G sampai menjadi kotak.
3.3.4 Proses Finishing
Finishing merupakan proses terakhir dalam urutan proses pembuatan alat.
Proses finishing meliputi perbaikan bagian-bagian komponen yang belum sempurna, penghalusan, dan pembersihan dari kotoran. Setelah komponen semua telah selesai dikerjakan, kemudian komponen-komponen tersebut dirakit menjadi pintu otomatis dengan desainnnya. Adapun urutan cara merakitnya adalah sebagai berikut:
1. Pemasangan Mikrokontroler Arduino Uno 2. Pemasangan sensor RFID
3. Pemasangan Sensor Ultrasonik
4. Pemasangan Board beserta led, buzzer dan kabel jumper.
5. Pemasangan jalur rel pintu
6. Pemasangan stik Akrilik sebagai penghubung/penggerak motor servo dengan pintu.
7. Pemasangan kabel pada mikrokontroler 8. Menghubungkan mikrokontroler pada laptop.
9. Memastikan bahwa setiap kontroler sudah terhubung
10. Memulai proses pemrograman penulisan ukuran pola yang di inginkan melalui aplikasi Arduini IDE, lalu di ubah menjadi bahasa program G.code.
11. Kemudian program G.code di convert kedalam aplikasi Arduino IDE 12. Membuka software Arduino Ide lalu hubungkan dengan port tipe Arduino
yang di gunakan
13. Mengupload G code ke kontroler Arduino.
14. Setelah selesai diupload,jika tidak ada keterangan error dalam program maka langsung mengklik run agar garasi otomatis dapat beroperasi 15. Alat siap diuji untuk buka tutup pintu
