Pada tugas akhir ini telah dirancang bel sekolah otomatis dimana sistem ini akan menunjukkan waktu yang ditentukan dan mengaktifkan bel sekolah secara otomatis. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan kelulusan jenjang Diploma III Program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam. Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2010 yang telah memberikan motivasi, dorongan dan masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini.
PENDAHULUAN
- Latar Belakang
- Tujuan dan Manfaat .1 Tujuan
- Manfaat
- Rumusan Masalah
- Batasan Masalah
- Metodologi
- Sistematika Penulisan
Dalam perancangan tugas akhir “Jam Sekolah Otomatis Dengan Pengaturan Waktu Menggunakan VB.net” diperlukan sebuah software yang digunakan untuk mengatur waktu dari awal pertama sampai akhir pembelajaran. Speaker yang digunakan adalah speaker komputer karena hanya untuk simulasi keluaran bel sekolah. Metodologi penyelesaian tugas akhir “Jam Sekolah Otomatis dengan Pengaturan Waktu menggunakan VB.net” adalah sebagai berikut.
PENDAHULUAN
Untuk memudahkan memahami keseluruhan isi tugas akhir ini, maka penyusunan buku laporan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab dengan sistem penulisan sebagai berikut.
DASAR TEORI
PERANCANGAN SISTEM
PENGUKURAN, PENGUJIAN, DAN ANALISA DATA
KESIMPULAN DAN SARAN
VB.net (Visual Basic 2010)
Berbeda dengan Visual Basic 2008 yang jendela propertinya dibagi menjadi beberapa bagian/tipe, yang pertama adalah properti berfungsi untuk menampung properti dari setiap objek dan pada bagian ini properti dari komponen juga dapat diatur atau diubah. Properti artinya setiap komponen dalam pemrograman Visual Basic 2010 dapat memiliki propertinya sendiri yang diatur sesuai dengan kebutuhan aplikasi. Standard Toolbox yang terdapat pada Visual Basic 2010 merupakan tempat penyimpanan kontrol-kontrol atau komponen-komponen standar yang nantinya akan kita tempatkan sebagai komponen program pada suatu Form pada saat merancang suatu aplikasi.
Arduino Mega 2560
- Catu daya
- Komunikasi
Board Arduino Mega 2560 dapat beroperasi dengan catu daya eksternal 6 hingga 20 V, namun jika menggunakan tegangan kurang dari 7 V, board mungkin tidak stabil. Masing-masing dari 54 pin digital pada Arduino Mega 2560 dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode ( ), digitalWrite ( ), dan digitalRead. Arduino Mega 2560 memiliki 16 input analog, dengan setiap pin memberikan resolusi 10 bit (1024 nilai berbeda).
![Gambar 2.2 Board Arduino Mega 2560 [2]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/11177636.0/18.918.227.687.107.349/gambar-2-2-board-arduino-mega-2560-2.webp)
Music Shield
- Konfigurasi Hardware Music Shield
Secara umum, pin analog dapat diukur dari 0 hingga 5 volt, tetapi dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(), batas atau jangkauan pin dapat diubah. Tombol multifungsi: Tekan kiri untuk memutar lagu sebelumnya dan kanan untuk lagu berikutnya, sedangkan tombol bawah untuk menjeda atau melanjutkan. Micro SD Card Slot : Slot untuk kartu SD sebagai penyimpanan file (tidak mendukung kapasitas kartu SD lebih dari 2GB).
Display Seven Segment [4 ]
Maxim 7219 [5]
Untuk sumbernya diperlukan tegangan sebesar 5 VDC yang dihubungkan pada pin 19 (V+) dimana pin ini juga dihubungkan dengan resistor luar yang bernilai 9,53KΩ dan resistor ini juga dihubungkan dengan pin 18 (ISET), dan untuk pin 4 dan pin 9 terhubung ke ground. Sedangkan untuk pin lainnya yaitu pin 1 (DIN), pin 12 (LOAD) dan pin 13 (CLK) dihubungkan dengan mikroprosesor/mikrokontroler.
Optocoupler [6]
Cahaya tidak terlihat oleh mata karena panjang gelombang pancaran cahaya terlalu panjang untuk ditanggapi oleh mata manusia. Radiasi infra merah memiliki rentang frekuensi 1×1012 Hz hingga 1×1014 GHz atau rentang frekuensi dengan panjang gelombang 1 µm–1 mm. Proses dimana cahaya dipancarkan dari LED inframerah dalam optocoupler adalah ketika dioda menghantarkan arus. Elektron dilepaskan dari ikatannya karena memerlukan daya dari pasokan listrik.
Ketika memasuki lubang lain, elektron melepaskan energi yang dipancarkan dalam bentuk cahaya, sehingga dioda akan menyala atau memancarkan cahaya ketika arus melewatinya. Cahaya infra merah pada optocoupler tidak memerlukan lensa untuk memfokuskan cahayanya, karena terletak dalam satu chip yang jaraknya dekat dari penerima. Pada optokopler yang berfungsi sebagai penerima sinar infra merah, fototransistor merupakan komponen elektronik yang berfungsi sebagai pendeteksi sinar infra merah.
Detektor cahaya ini mengubah efek cahaya menjadi sinyal listrik, oleh karena itu fototransistor termasuk dalam kelompok detektor optik. Fototransistor mempunyai kopling basis kolektor yang besar dengan cahaya inframerah karena cahaya ini dapat mengeksitasi pasangan lubang elektron. Satu-satunya perbedaan antara transistor dan fototransistor adalah wadahnya memungkinkan cahaya inframerah mengaktifkan area basis, sedangkan transistor konvensional ditempatkan dalam wadah logam tertutup.
Transistor [7]
- Titik Kerja Transistor
Sumber listrik atau yang sering kita sebut dengan sumber listrik adalah suatu alat yang mengubah tegangan listrik AC (arus bolak-balik) menjadi tegangan listrik DC (arus searah). Pada tugas akhir ini diperlukan catu daya 12 V, gambar selanjutnya adalah rangkaian catu daya 12 V. Pada gambar 2.12 terdapat bagian-bagian rangkaian catu daya sehingga dapat menghasilkan keluaran tegangan yang dibutuhkan.
Trafo yang digunakan pada Gambar 2.12 merupakan trafo step down, yaitu trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan. Pada dioda bridge hanya terdapat 2 dioda yang menghantarkan arus untuk setiap siklus tegangan AC, sedangkan 2 dioda lainnya berperan sebagai isolator dalam siklus yang sama. Ketika tegangan AC berputar positif, arus mengalir melalui dioda B ke beban dan kembali melalui dioda C.
Pada saat yang sama, dioda A dan D mengalami bias balik sehingga tidak ada arus yang mengalir atau kedua dioda bertindak sebagai isolator. Kedua hal tersebut terjadi secara berulang-ulang hingga diperoleh tegangan beban berupa gelombang penuh yang telah disearahkan (tegangan DC). Pada penyearah tidak ada arus searah murni, melainkan arus searah yang berubah secara berkala, sehingga arus searah ini mengandung komponen arus bolak-balik, oleh karena itu kapasitor digunakan sebagai filter.
IC regulator akan bekerja sebagai pengatur tegangan DC yang stabil apabila tegangan masukan sama dengan atau lebih dari MIV (Tegangan Input Minimum), sedangkan arus beban keluaran maksimum yang diperbolehkan harus lebih kecil atau sama dengan MC (Arus Maksimum) sesuai dengan ketentuan. karakteristik IC. Sendiri.
Real Time Clock (RTC)
SQW / OUT
Pada protokol antarmuka I2C, dimana suatu perangkat mengirimkan data pada bus maka perangkat tersebut didefinisikan sebagai pemancar dan sebaliknya ketika menerima data maka perangkat tersebut didefinisikan sebagai penerima. Perubahan sinyal jalur data (SDA) dari tinggi ke rendah ketika jalur pulsa (SCL) tinggi, maka keadaan ini didefinisikan sebagai START. Perubahan sinyal jalur data (SDA) dari rendah ke tinggi ketika jalur pulsa (SCL) tinggi, maka keadaan ini didefinisikan sebagai STOP.
Kondisi lain yang harus diperhatikan pada antarmuka I2C adalah jika jalur SDA dan SCL sama-sama tinggi, maka status IC tidak sibuk dan siap berkomunikasi. Kemudian state terkait data valid, hal ini terjadi ketika status SDA setelah state START stabil pada periode SCL tinggi.
PERANCANGAN SISTEM
- Perancangan Display Waktu
- Perancangan RTC (Real Time Clock)
- Perancangan Mikrokontroler (Arduino Mega 2560)
- Perancangan Music Shield
Untuk perancangan mekanik penunjuk waktu dirancang stand jam digital dengan spesifikasi fisik panjang = 45 cm, lebar = 16 cm, tinggi = 16 cm dan pada perancangan mekanik penunjuk waktu menggunakan 4 buah seven segment. berukuran 9 x 12 cm dan 2 buah LED berwarna merah berdiameter 10 mm. Sedangkan tujuh segmen pertama dan kedua berfungsi untuk menunjukkan menit, dan tujuh segmen ketiga dan keempat berfungsi untuk menunjukkan jam. Seven segment yang digunakan merupakan common katoda seven segment dengan ukuran 9 x 12 cm, dimana ketujuh segment ini dapat beroperasi pada rentang tegangan 7 –12 V.
Untuk seven segment terdapat 8 pin (A, B, C, D, E, F, G, DP, dan umum) dan pada tugas akhir ini terdapat 4 seven segment yang akan dikontrol, dengan kondisi ini akan terjadi 'a banyak kabel pada mikrokontroler untuk mengontrol empat tujuh segmen. Pada tugas akhir ini driver seven segment yang digunakan adalah IC Maxim 7219 dimana IC ini hanya dapat berfungsi pada common cathode seven segment. IC maxim 7219 beroperasi pada tegangan 5V, sedangkan seven segment yang digunakan beroperasi pada tegangan 7-12V, oleh karena itu diperlukan rangkaian switching 5V ke 12V.
Selain itu pada rangkaian ini juga terdapat jumper bd 140 yang berfungsi untuk mencegah tegangan dari seven segment masuk ke IC maxim 7219. Agar lebih jelas rangkaian driver dengan seven segment dan switching dari 5V ke 12V dapat dilihat pada gambar berikutnya. Berikut ini adalah source code komunikasi serial untuk pengiriman pengaturan timing dari Visual Basic 2010 ke Arduino Mega 2560.
Pin Arduino Mega 2560 yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini dapat dilihat pada tabel berikut.
PENGUKURAN, PENGUJIAN, DAN ANALISA SISTEM
Pengukuran
- Pengukuran Catu Daya 12 V
- Pengukuran rangkaian switching 5V ke 12 V
- Pengukuran Seven Segment
Pengukuran dilakukan dengan mengukur tegangan dan arus yang mengalir dari keluaran (emitor) TIP 31 ke salah satu LED pada tujuh segmen. Pengukuran seven segment dilakukan dengan mengukur tegangan dan arus pada terminal keluaran rangkaian switching yang dihubungkan dengan 4 seven segment paralel. Pengukuran ini dilakukan dengan seluruh LED pada tujuh segmen berukuran 9x12 cm dalam keadaan on (beban penuh).
Berdasarkan tabel diatas, terjadi drop tegangan karena tegangan dari rangkaian switching digunakan untuk menghidupkan seluruh LED pada ketujuh segmen, dimana tegangan yang diperoleh dari pengukuran ini adalah 8V.
Pengujian Alat
Berdasarkan tabel diatas, jam sekolah aktif sesuai jam sekolah yang telah diatur pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu mempunyai selisih waktu 1 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel diatas, jam sekolah aktif sesuai jam sekolah yang telah diatur pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu mempunyai selisih waktu 2 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel diatas, jam sekolah aktif sesuai jam sekolah yang telah diatur pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu mempunyai selisih waktu 3 detik dengan indikator waktu lainnya.
Berdasarkan tabel diatas, jam sekolah aktif sesuai jam sekolah yang telah diatur pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu mempunyai selisih waktu 4 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel diatas, jam sekolah aktif sesuai jam sekolah yang telah diatur pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu mempunyai selisih waktu 5 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel diatas, jam sekolah aktif sesuai jam sekolah yang telah diatur pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu mempunyai selisih waktu 7 detik dengan indikator waktu lainnya.
Berdasarkan tabel di atas, bel sekolah aktif sesuai dengan waktu pelajaran sekolah yang ditetapkan pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu memiliki selisih waktu 21 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel di atas, bel sekolah aktif sesuai dengan waktu pelajaran sekolah yang ditetapkan pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu memiliki selisih waktu 28 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel di atas, bel sekolah aktif sesuai jam pelajaran sekolah yang ditetapkan pada Visual Basic 2010, namun tampilan waktu mempunyai selisih waktu 35 detik dengan indikator waktu lainnya.
Berdasarkan tabel di atas, bel sekolah aktif sesuai jam pelajaran yang ditentukan pada Visual Basic 2010, namun tampilan jam memiliki selisih waktu 42 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel di atas, bel sekolah aktif sesuai jam pelajaran yang ditentukan pada Visual Basic 2010, namun tampilan jam memiliki selisih waktu 49 detik dengan indikator waktu lainnya. Berdasarkan tabel di atas, bel sekolah aktif sesuai jam pelajaran yang ditentukan pada Visual Basic 2010, namun tampilan jam memiliki selisih waktu 56 detik dengan indikator waktu lainnya.
Pengujian Crystal pada RTC
Analisa Sistem
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
