BAB III

BAB III

PERANCANGANPerancangan merupakan proses yang kita lakukan terhadap alat, mulai dari rancangan kerja rangkaian hingga hasil jadi yang akan difungsikan. Perancangan dan pembuatan alat merupakan bagian yang terpenting dari seluruh pembuatan tugas akhir ini. Gambar Rangkaian Kit Eksperimentasi Kendali Kecepatan Motor DC Digitalini dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 3.2 : Diagram Blok Kit Eksperimentasi Kendali Motor DC Digital

3.1. Perencanaan Hardware

3.1.1 Keypad

Keypad yang digunakan adalah ukuran 4X3, dimana keypad ini dipakai untuk memasukkan Set Point (SP) .Prinsip kerjanya mencari bagian baris dan kolom yang terhubung contoh misalnya tombol 1 (satu) maka yang harus terhubung baris 1 yaitu P1.1 dengan Kolom 1 yaitu P1.2

3.1.2 Rangkaian Mikrokontroller AT 89S52

Mikrokontroler menggunakan Atmel AT89S52 sebagai unit pemroses sentral, akan merespon data Set Point atau instruksi dari keypad dan menerima informasi dari Encoder sesuai program yang ditanamkan pada kontroller.

Pada gambar dibawah P0 digunakan untuk LCD, P1 digunakan untuk Keypad, P2 digunakan untuk DAC.Encoder memakai pin 3.4 pada P3

3.1.3 Rangkaian LCDLCD berfungsi menampilkan kecepatan motor dan setting point (SP).

Untuk menggunakan LCD kita harus menginisialisasi terlebih dahulu karena tanpa inisialisasi maka LCD tersebut tidak akan berfungsi. Pin1 untuk Vcc. Pin 2 untuk ground. Pin 3 untuk pengaturan kontras LCD tapi dalam tugas akhir ini di groundkan untuk kontras yang maximum Pin 4 yaitu RS (register select), 0 untuk register perintah dan 1 untuk register data. Pin 5 R/W (read/write) dalam rangakaiana dibawah digroundkan jadi hanya bisa untuk write saja. Pin 6 yaitu En (Enable clock LCD) jadi setiap pengiriman dan pembacaan data harus berlogika 1. Pin 7-14 digunakan untuk mengirimkan data/output

3.1.4 Rangkaian DACDAC berfungsi mengubah data digital menjadi analog.Misalkan Mikrokontroller mengeluarkan data 8 bit dan diinputkan ke DAC (Din) sebesar 11111111b atau 255 D dengan V ref 5 volt maka output yang dikeluarkan DAC adalah 5 Volt. Sedangkan jika inputnya 1000000B atau 128D.Tegangan analog yang dikeluarkan DAC=(Data digital yang diterima DAC dibagi Data input maksimal )dikalikan tegangan referensi.

Vout =( Din/Dmax) x Vref

Vout =(128/255)x5 volt = 0,5x5 volt.

Vout = 2,5 volt.

3.1.5 Rangkaian Motor Driver

Motor driver menggunakan satu buah Op-Amp Lf 351 dan transistor TIP 142. Rangkaian ini bekerja karena mendapat inputan dari output DAC (Digital to Analog Converter) berupa tegangan kemudian masuk Op-Amp, disini Op-Amp hanya bekerja sebagai Tegangan follower dimana Vin = Vout. Transistor hanya sebagai pengendali arus yang berubah-ubah tergantung dari inputannya

3.1.6 Rangkaian EncoderEncoder sebagai umpan balik untuk mendeteksi kecepatan motor. menggunakan Encoder dari scroll mouse yang diambil phototransistor dan infra rednya saja. Prinsip kerjanya begitu ada cahaya maka akan on. Rangkaian Encoder yang dilengkapi schemitt triger yang berfungsi menghasilkan sinyal digital yang murni

3.2 Langkah-langkah Perancangan Alat

Tugas Akhir ini dilakukan secara bertahap dengan maksud untuk mempermudah dan menyederhanakan dalam pembuatan alat. Adapun tahap dalam pembuatan alat secara garis besarnya meliputi tahap :

1. Tahap pencarian ide

Yang mendasari dalam pencarian dan menemukan ide ini adalah keinginan untuk mengaplikasikan mikrokontroler sebagai suatu sistem dalam pengontrol yang diprogram.

2. Tahap perancangan rangkaian.

Bagian ini meliputi semua tahap pengerjaan yang berhubungan langsung dengan rangkaian diantaranya :

1. Pembuatan gambar rangkaian

2. Pembuatan jalur PCB (Printed Circuit Board)

3. Tahap penentuan spesifikasi

Dari gambar rangkaian kita dapat menentukan kebutuhan alat, berikut ditampilkan spesifikasi alat yang dibutuhkan berdasarkan blok diagram :

Tabel 3.1. Daftar Spesifikasi

Blok RangkaianJenis KomponenSpesifikasiJumlah

Masukan

Motor

Motor DCMotor DC 12 Volt

Kecepatan 2400 RPM1 buah

Prosessor

Reset

Rangkaian KristalMikrokontroler AT89S52

Kapasitor Elektrolit

Resistor

Kristal

KapasitorKeterangan pada datasheet di lampiran

10 uF

10 K ohm

12 MHz

30 pF1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

2 buah

Keluaran

LCD Display

HD 44780

Resistor

Resistor variabel2 X 16

Datasheet di lampiran

5 ohm

10 K ohm1 buah

1 buah

1 buah

Keypad4X3

DACTipe 0808

Op-Amp Tipe 741

Motor DriverTransistor Tip 142

Op-Amp Tipe 741

EncoderPhototransistor

Schemitt Triger

4. Tahap perancangan perangkat keras3.3. SOFTWARE

Perangkat lunak pada tugas akhir ini menggunakan bahasa Assembly. Perangkat lunak tersebut difungsiksn untuk melakukan download dari program ke mikrokontroler menggunakan ISP Flash Programmer versi 3.0 buatan M. Asim Khan dari Atmel (Atmel flash based microcontroller).

Program dibuat berdasarkan alur logika dalam bentuk digram alir berikut ini :

Display

Keypad

MC

DAC

Motor Driver

Motor DC

Encoder

_1233557097.vsd

Start

Inisialisasi

Baca Set Point

Proses Htg PID

Kirim Ke DACJalankan Motor

Baca Sensorstart timer &counter

Timer sudah tercapai

Baca output Counter

Tampilkan

Tombol Edit

Tdk

Ya

Tdk

Ya