33

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini penulis akan membahas perancangan yang merupakan proses

dari pembuatan alat yang meliputi perancangan hardware dan perancangan

software. Dimana perancangan software pengenalan ucapan menggunakan

bantuan software Sistem Development Kit SAPI 5.1 dan Microsoft Visual Basic

6.0, sedangkan perancangan program pergerakan car menggunakan software

CodeVisionAVR, dan perancangan hardware terdiri dari: perancangan catu daya,

perancangan sistem minimum ATMega8535, perancangan sensor lantai

(optocoupler), perancangan rangkaian penggerak (driver), dan perancangan

mekanik elevator.

3.1 Perancangan Hardware

Berikut adalah proses dari perancangan hardware Pengontrolan Elevator

Berbasis Sistem Pengenalan Ucapan:

3.1.1 Perancangan Blok Diagram

Hal pertama yang akan dilakukan dalam perancangan untuk perancangan

hardware Pengontrolan Elevator Berbasis Sistem Pengenalan Ucapan adalah

membuat sistem blok diagram. Dimana blok-bloknya memiliki fungsi masing-

masing. Gambar 3.1 menunjukkan suatu blok diagram sistem:

34

suara

Driver Motor

LED Lantai

Mikrofon PC

Mikrokontroler

Sensor Optocoupler

Tombol

Gambar 3.1 Blok Diagram Pengontrol Elevator

Suara masuk ke komputer melalui mikrofon kemudian diolah

menggunakan program SAPI 5.1 dan Visual Basic 6, kemudian apabila ucapan

sudah dikenali maka komputer akan memberikan masukan kepada mikrokontroler

melalui kabel DB9 yang nantinya akan dipakai mikrokontroler sebagai input

lantai tujuan, selain dari komputer input tujuan lantai yang dikirim ke

mikrokontroler dapat juga diberikan melalui penekanan tombol. Optocoupler akan

mendeteksi posisi dari car elevator, kemudian mengirimkan masukan kepada

mikrokontroler, pada mikrokontroler masukan ini dijadikan sebagai input posisi

lantai. Kemudian mikrokontroler akan membandingkan antara input posisi lantai

dengan input tujuan lantai untuk memberikan masukan kepada driver yang

nantinya akan menggerakan motor dc.

3.1.2 Catu Daya

Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct

current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai adalah sumber catu

daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi perancangan elevator ini

membutuhkan catu daya yang cukup besar, Sumber catu daya yang besar adalah

sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik.

35

Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC

menjadi DC.

Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya

Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala

listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada

kumparan sekundernya. Pada rangkaian ini, dioda bridge berperan untuk merubah

dari arus AC menjadi DC dan meneruskan tegangan positif ke beban. Sedangkan

regulator voltage berfungsi sebagai filter tegangan untuk meregulasi tegangan

keluaran dari rangkaian penyearah agar bisa lebih stabil.

3.1.3 Sistem Minimum ATmega 8535

Pengendali yang dirancang adalah menggunakan mikrokontroler dan

bekerja dalam ragam single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang

tidak memerlukan memori luar karena ROM untuk menyimpan sandi sumber

masih mampu untuk menampung program yang akan dibuat serta penggunaan

36

RAM yang masih bisa ditampung oleh RAM dalam dan tidak memerlukan

komponen tambahan seperti PPI, karena penggunaan port mikrokontroler hanya 4

port, yaitu untuk keluaran sinyal penggerak, masukan dari komputer melalui kabel

serial DB9, masukan dari sensor optocoupler, dan keluaran untuk LED pendeteksi

lantai tujuan sedangkan kristal yang digunakan untuk pengoperasikan

mikrokontroler adalah 3.6864 MHz. Port yang digunakan pada sistem,

PC6/TOSC1 28PC5 27PC4

26PC3 25PC2 24

PC1/SDA23

PC0/SCL 22

PC7/TOSC229

PA6/ADC6 34PA5/ADC5 35PA4/ADC4 36PA3/ADC3 37PA2/ADC2 38PA1/ADC1 39PA0/ADC0 40

PA7/ADC733

PB6/MISO7PB5/MOSI6PB4/SS5PB3/AIN1/OC04PB2/AIN0/INT23PB1/T12PB0/T0/XCK1

PB7/SCK8

PD6/ICP120PD5/OC1A19PD4/OC1B

18PD3/INT117PD2/INT016PD1/TXD

15PD0/RXD14

PD7/OC221

RESET9

XTAL113

XTAL212

AVCC 30AREF 32

ATMEGA8535

X1CRYSTAL

XTAL1XTAL2RESET

XTAL1

XTAL2

R1

10k

VCC

C1

10u

GND

RESET

C2

27p

C3

27p

GND

PA7/ADC7PA6/ADC6PA5/ADC5PA4/ADC4PA3/ADC3PA2/ADC2PA1/ADC1PA0/ADC0

VCC

12345678

CONN-PORTA

12345678

CONN-PORTB

12345678

CONN-PORTC

12345678

CONN-PORTD

PC7/TOSC2PC6/TOSC1PC5PC4PC3PC2PC1/SDAPC0/SCL

PB7/SCKPB6/MISOPB5/MOSI

PB4/SSPB3/AIN1/OC0PB2/AIN0/INT2

PB1/T1PB0/T0/XCK

PD7/OC2PD6/ICP1

PD5/OC1APD4/OC1BPD3/INT1 PD2/INT0PD1/TXDPD0/RXD

PA7/ADC7PA6/ADC6PA5/ADC5PA4/ADC4PA3/ADC3PA2/ADC2PA1/ADC1PA0/ADC0

PB7/SCKPB6/MISOPB5/MOSI

PB4/SSPB3/AIN1/OC0PB2/AIN0/INT2

PB1/T1PB0/T0/XCK

PC7/TOSC2PC6/TOSC1

PC5PC4PC3PC2

PC1/SDAPC0/SCL

PD7/OC2PD6/ICP1

PD5/OC1APD4/OC1BPD3/INT1 PD2/INT0PD1/TXDPD0/RXD

PB7/SCKPB6/MISOPB5/MOSI

RESET

GND

123456

CONN-UNDUHVCC

PD1/TXDPD0/RXD

12

CONN-CATU DAYA

VCC

GND

R2

470R

D1

LED

GND

1234

CONN-KOM

CONN-SIL4

VCC

GND

Gambar 3.3 Sistem Minimum AVR ATMega 8535

3.1.4 Interface Mikrokontroler Dengan Komputer

Untuk menghubungkan antara sistem minimum ATmega 8535 dengan

komputer menggunakan interface serial dengan rangkaian sebagai berikut:

37

162738495

DB9-F

CONN-D9F T1IN 11

R1OUT 12

T2IN 10

R2OUT 9

T1OUT14

R1IN13

T2OUT7

R2IN8

C2+

4

C2-

5

C1+

1

C1-

3

VS+2

VS-6

MAX232

MAX232

C3

1u

C4

1u

VCC

GND

C5

1u

C6

1u

1234

CONN-KOM

CONN-SIL4

VCC

GND

RXDTXD

RXDTXD

VCC

R1

470R

D1

LED

GND

Gambar 3.4 Rangkaian Interface ATMega 8535 Dengan Komputer

Konektor db9 memiliki 9 buah pin, tidak semua pin-pin nya kita gunakan

tetapi hanya tiga buah pin saja yaitu pin 2 sebagai Reciever Data(RXD), pin3

sebagai Transmitter data(TXD) dan pin 5 sebagai ground. Fungsi IC Max 232

adalah sebagai pengubah level tegangan TTL yang keluar dari serial Rs 232

komputer (com1/com2) dan IC max232 ini mempunyai 16 pin. Output dari Rs 232

komputer dihubungkan dengan konektor DB9.

3.1.5 Rangkaian Driver Motor DC

Rangkaian driver motor yang digunakan untuk mengatur kecepatan dan

arah pergerakan dari motor dc yang digunakan adalah sebagai berikut:

Gambar 3.5 Driver Motor DC

38

Rangkaian driver ini berfungsi untuk menggerakan motor sesuai dengan

input yang diterimanya. Rangkaian bertindak sebagai pengatur arah kerak motor

DC, apakah bergerak forward atau reverse. Secara teori, rangkaian driver motor

tersebut bekerja dengan sistem switching. Jika inputnya diberi logika input 1,

maka input 2 adalah low, sehingga perputaran motor DC bergerak forward.

Sedangkan jika input 1 diberi logika low dan input 2 diberi logika high, maka

perputaran motor DC adalah reverse.

Dimana dalam perancangan elevator ini motor dc yang digunakan adalah

motor dc 18V, jadi tegangan masukan yang dipakai untuk menggerakan motor

adalah sebesar +18V.

3.1.6 Rangkaian Optocoupler

Gambar 3.6 Rangkaian Optocoupler

Rangkaian optocoupler ditempatkan di masing-masing lantai dan dipakai

untuk mendeteksi posisi car elevator, output dan input dari rangkaian ini

dihubungkan ke mikrokontroler, dimana bila rangkaian diberi input 0 maka

rangkaian akan aktif sedangkan jika diberi logika 1, maka rangkaian akan tidak

aktif, sedangkan pemakaian transistor 2n2222 pada keluaran dimaksudkan agar

keluaran dari optocoupler bernilai 0 dan 5v.

39

3.1.7 Perancangan Mekanik

Gambar 3.7 Perancangan Mekanik Elevator

CAR

REL

Rantai penarik

Counter weight

Gear

GEARBOX

Motor

Sensor lantai optocoupler

LED Lantai

Tombol Lantai

40

1. LED lantai, menggunakan LED super bright, dimana LED digunakan

untuk menunjukkan posisi car dan tujuan pergerakan car

2. Tombol lantai, dipasang disetiap lantai digunakan untuk memanggil

elevator.

3. Sensor Optocoupler, dipasang dimasing-masing lantai digunakan sebagai

pendeteksi posisi car.

4. Bandul penyeimbang car (counter weight), terbuat dari akrilik dengan

ketentuan dimensi : 7 cm x 1.5 cm x 10.5 cm

5. Car elevator, terbuat dari akrilik dengan ketentuan :

dimensi : 15 cm x 15 cm x 20 cm

pada rangka ini terdapat paling sedikit empat buah sliding type

guide shoes, dimana dua buah terletak pada bagian atas car dan

yang lain pada bagian bawah car tepat guide rail.

6. Rantai penarik car terbuat dari rantai keteng dengan panjang 110 cm

7. Rel Penuntun (Guide Rails), untuk kabin lift dan counter weight dipasang

menggunakan pipa besi berdiameter 2 cm dan terikat kuat pada struktur

bangunan, dimana untuk car elevator digunakan 2 buah rel sedangkan

untuk counter weight dipakai 1 buah rel penuntun.

41

8. Mesin Pengangkat (Hoisting Machines), berupa motor listrik dc dengan

transmisi menggunakan gearbox yang dikontrol menggunakan sebuah

driver.

9. Rangka lift, terbuat dari besi dengan ketentuan dimensi keseluruhan : 30

cm x 30 xm x 100 cm

3.2 Perancangan Software

Perancangan software dibagi menjadi 2 yaitu: perancangan program pada

VB 6.0 untuk proses pengenalan ucapan dan perancangan program pada

mikrokontroler untuk proses pergerakan elevator.

3.2.1 Interface Program Pengontrolan Elevator Pada VB

Tampilan program pengontrolan elevator pada Microsoft Visual Basic 6.0

dengan menggunakan bantuan interface Microsoft SDK SAPI 5.1

Gambar 3.8 Interface Pengontrolan Elevator Pada VB 6.0

42

3.2.2 Flowchart Program Pada Pada VB 6.0

Berikut adalah flowchart program pengontrolan elevator pada VB 6.0:

Gambar 3.9 Flowchart Program Pada VB

43

3.2.3 Flowchart Program Pada Mikrokontroler

Berikut adalah flowchart program pergerakan car elevator pada

mikrokontroler:

44

A

Cek lantai tujuan

x 1?

y 1?

Tidak

z 1?

Tidak

Tidak

Motor naik

Ya

Ya

Ya

B

Cek lantai tujuan

w 1?

y 1?

Tidak

z 1?

Tidak

TidakYa

Ya

Motor naik?Ya

Motor turun

Tidak

Motor turun?

Ya

Motor naikTidak

Ya

D

Cek lantai tujuan

w 1?

x 1?

Tidak

y 1?

Tidak

Tidak

Motor turun

Ya

Ya

Ya

C

Cek lantai tujuan

z 1?

w 1?

Tidak

x 1?

Tidak

TidakYa

Ya

Motor turun?Ya

Motor naik

Tidak

Motor naik?

Ya

Motor turunTidak

Ya

F F

C C

Gambar 3.10 Flowchart Program Mikrokontroler

Keterangan:

w = indikator tujuan lantai 1

x = indikator tujuan lantai 2

y = indikator tujuan lantai 3

z = indikator tujuan lantai 4

i = indikator posisi car

45

Flowchart program pergerakan car elevator diatas merujuk pada ketentuan

sebagai berikut:

1. pergerakan car mengacu pada pemanggilan lantai yang pertama diberikan,

2. apabila car berada pada sebuah lantai keadaan diam kemudian ada

pemanggilan ke lantai yang lain, maka car akan menuju pada lantai yang

bersangkutan,

3. apabila car dalam pergerakan turun, misal:

a. car berada pada lantai 3 kemudian ada pemanggilan pada lantai 1

dan diikuti pemanggilan pada lantai 2, maka car akan bergerak turun

menuju lantai 2 berhenti sejenak kemudian melanjutkan ke lantai 1,

b. car berada pada lantai 3 kemudian ada pemanggilan pada lantai 1

dan lantai 2 kemudian diikuti pemanggilan pada lantai 4 maka car

akan bergerak turun menuju lantai 2 berhenti sejenak kemudian

melanjutkan ke lantai 1 berhenti sejenak kemudian menuju lantai 4,

4. apabila car dalam pergerakan naik, misal:

a. car berada pada lantai 2 kemudian ada pemanggilan pada lantai 4

dan diikuti pemanggilan pada lantai 3, maka car akan bergerak turun

menuju lantai 3 berhenti sejenak kemudian melanjutkan ke lantai 4,

b. car berada pada lantai 3 kemudian ada pemanggilan pada lantai 4

dan lantai 3 kemudian diikuti pemanggilan pada lantai 2 maka car

akan bergerak turun menuju lantai 3 berhenti sejenak kemudian

melanjutkan ke lantai 4 berhenti sejenak kemudian menuju lantai 2.