7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
1/24
BAB IV
PERANCANGAN DAN ANALISIS SISTEM
Perancangan merupakan suatu tahap yang paling penting dalam pembuatan
alat. Karena dengan merancang kita dapat mengetahui komponen apa saja yang
akan kita gunakan, sehingga alat yang kita buat dapat bekerja seperti apa yang kita
harapkan. Petunjuk penggunaan komponen, spesifikasi serta karakteristik dari
komponen yang akan kita gunakan dapat kita lihat pada data sheet yang telah
tersedia.
Untuk mendapatkan hasil yang optimal, haruslah terlebih dahulu membuat
rancangan yang baik dengan memperhatikan sifat dan karakteristik dari komponen
yang digunakan serta suku cadang dipasaran, sehingga dapat memudahkan kita
dalam pengerjaan dan memudahkan kita mencari komponen tersebut apabila
terjadi kerusakan.
4.1 Langkah-langkah Perancangan
Pada langkah perancangan, dimulai dengan menentukan diagram blok,
gambar rangkaian dari keseluruhan system, kemudian memilih dan
menentukan komponen-komponen yang akan digunakan sebagai penyusun
dari masing-masing blok rangkaian. Secara garis besar keseluruhan proses
pembuatan alat ini terbagi dalam dua tahap utama, yaitu :
Perancangan Sistem
Perancangan sistem dilakukan dengan pembuatan diagram blok
rangkaian, pembuatan skema rangkaian lengkap, serta pembuatan
program dan juga perencanaan kontruksi dari alat tersebut.
40
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
2/24
41
Perancangan Hardare
Pada perancangan hardare, ada beberapa tahap yang harus dilakukan
yaitu perancangan mekanik dan perancangan elektrik. Pada
perancangan mekanik dilakukan dengan tata dri!er dan motor stepper.
Pada perencanaan elektrik dilakukan dengan pembuatan bagian
minimum sistem, poer supply, dan sensor P"#.
$.% Proses Pe!"a#an Ala#
Untuk membuat system control lampu berbasis &'(ega), agar dapat
bekerja sesuai dengan apa yang telah direncanakan maka dalam proses
pembuatannnya dibagi dalam beberapa tahapan. Seperti perencanaan blok
diagram alat, perencanan skema rangkaian, pemilihan komponen yang
digunakan, proses pembuatan alat, perencanaan pembuatan softare, serta
pengujian dan pengukuran alat. &dapun blok diagram tahapan-tahapan
pembuatan alat tersebut adalah sebagai berikut :
*ambar $.+Blok Diagram Perencanaan Pembuatan Alat
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
3/24
42
ari diagram blok diatas maka tahapan perencanaan tersebut dapat dijelaskan,
yaitu sebagai berikut :
+. Perencanaan blok diagram alat
Sebelum membuat alat harus dipikirkan bagaimana blok diagram
dari alat yang akan dibuat, untuk mempermudah langkah-langkah
yang akan dilakukan dalam penentuan dan pembuatan rangkaian dari
alat tersebut.
%. Perencanaan skema rangkaian
Perencanaan skema rangkaian ini dibuat berdasarkan blok diagram
kemudian dilanjutkan dengan pemilihan rangkaian yang tepat dan
sesuai dengan alat yang akan dibuat dan juga menyesuaikan dengan
komponen - komponen yang tersedia di pasaran dan mudah
diperoleh sesuai dengan konsep kerja dari alat yang akan dibuat.
. Pemilihan komponen yang akan digunakan Simulasi alat ini dibuat
dengan alat dan bahan yang tersedia di pasaran sesuai dengan yang
dibutuhkan untuk rangkaian.
Ta!el 4.1 Da$#ar Bahan
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
4/24
43
Ta!el 4.%
Da$#ar Ala#
&ang
D'g"nakan
NAMA BA(AN )*MLA(
P"# sensor + buah
#esistor +k $ buah/apacitor +00 n1 + buah
#esistor +0k + buah
"/ ma2%% + buah
3ampu &/ %%0! % buah
/apacitor +0u1 4 +56 5 buah
NAMA BA(AN )*MLA(
"/ 3( 7)08 % buah
9 1emale + buah
"/ &'mega) + buah
/rystal +5 (H; + buah
3 ? @ dan > - @ + buah
'ang Kombinasi + buah
Solder + buah
"ntrofak + buah
&6= (eter + buah
'imah secukupnya
&mplas halus secukupnya
Pinset + buah
Pisau cutter + buah
9or + set
=beng + set
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
5/24
44
4.+ Pe!"a#an Ala#
a. Pembuatan rangkaian
PerencanaanLay Outpada P/9Printed Circuit Board >P/9@ dibuat dari
bahan pertinak dan dilapisi dengan tembaga tipis. 3angkah-langkah dalam
pembuatan adalah :
Penggambaran Pada P/9
- Sebelum mengambar pada P/9 terlebih dahulu membuat
rancangan jalur-jalur rangkaian pada komputer dengan program
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
6/24
45
*ambar $.%Penyetrikaan pada PCB
Proses Pelarutan
- (enyiapkan tempat atau adah dari plastik dengan ukuran yang
lebih besar dari P/9 yang akan dilarutkan
- (elarutkan bahan pelarutferiklorida >1e/"@ secukupnya pada air
panas kemudian P/9 yang telah berisi gambar rancangan
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
7/24
46
dicelupkan kedalam larutan. &gar proses pelarutan lebih cepat
adah dapat digoyang-goyangkan .
- &pabila bagian tembaga yang tidak terpakai telah larut seluruhnya,
maka P/9 diangkat dan dicuci dengan air bersih. *ambar
rancangan yang masih tertutupi oleh spidol dibersihkan dengan
tiner atau bensin.
*ambar $. Proses Pelarutan P/9
Pengeboran
Pada proses pengeboran ini yang paling utama perlu diperhatikan
adalah mata bor harus sesuai dengan ukuran dari kaki komponen yang
akan dipasang pada lubang tersebut. Pengeboran dilakukan pada tanda titik
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
8/24
47
yang telah diberi tanda sebelumnya. 9ila pengeboran telah selesai, maka
P/9 siap untuk digunakan
Pemasangan Komponen
Setelah P/9 jadi maka langkah selanjutnya adalah pemasangan
komponen pada permukaan P/9. &gar kelihatan rapi kita dapat mengatur
tinggi rendahnya pemasangan komponen. 'ata letak komponen secara
keseluruhan ditunjukkan pada lampiran.
Penyolderan
Komponen-komponen yang telah terpasang kemudian disolder agar
kaki komponen terhubung dengan jalur-jalur pada P/9.
4.4 Perancangan S's#e
alam pembuatan alat kontrol pintu geser otomatis berbasis mikrokontroler
&'(ega) ini secara elektronik terbagi ke dalam bagian. Baitu input,pengontrol
dan output. Input terdiri dari sensor PIR, dan pemrosesnya data input adalah
mikrokontroler &'(ega) dan mengeluarkan output yang menuju drier relay
untuk menggerakkan motor stepper dan membuka pintu geser secara otomatis.
*ambar . menampilkan blog diagram secara keseluruhan.
4.4.1 Blok D'agra ,esel"r"han
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
9/24
48
*ambar $.$Block Diagram Prinsip !er"a Alat keseluru#an
&. #angkaian /atu aya > Poer Supplay @
#angkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah
tegangan dari &/ ke /. Selain itu terdapat pula regulator
yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan.1ungsi lainnya yaitu
menurunkan tegangan dari %%0 6 &/ ke 8 6 /. Aadi secara garis
besar fungsi rangkaian catu daya adalah untuk menurunkan
tegangan dari %%0 6&/ ke 8 6 / serta menstabilkan tegangan
yang masuk ke dalam system rangkaian.
9. #angkaian Kontroller
#angkaian ini menggunakan mikrokonroller &'(ega) yang
digunakan sebagai minimum system. #angkaian ini berfungsi
sebagai otak yang mengatur jalannya rangkaian secara keseluruhan.
/. ri!er dan (otor Stepper
(otor Stepper ini digunakan untuk menggerakan pintu. *erakan (otor
Ser!o ini dapat diatur dengan pemberian data dan program pada "/ 4
(ikrokontroller. "nstruksi dari program assembler memberikan
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
10/24
49
perintah pada dri!er motor agar dapat menggerakkan motor stepper.
9ila sensor terhalang maka motor stepper akan bergerak dan membuat
daun pintu bergeser terbuka dan menutup.
. Sensor P"#
Sensor P"# yaitu merupakan sebuah alat yang dapat menghasilkan
sinyal-sinyal tertentu pada kondisi tertentu, sebagai pendeteksi adanya
obyek yang akan melalui pintu. igunakan untuk memberikan input
yang nantinya akan dibaca oleh microcontroller A$%ega&. Sensor
disini menggunakan sensor P"# yang terdiri dari tiga kaki. Kaki
pertama terhubung dengan microcontroller, kaki yang kedua terhubung
dengan 6//, dan kaki yang ketiga terhubung dengan 'round.
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
11/24
50
integerasikan antara P"#, #angkaian mikrokontroller, dan motor Ser!o sehingga
dapat berfungsi sebagaimana mestinya. 9erikut gambar perancangan mekanik
sistem. 9erikut ini merupakan bentuk fisik garis besar perancangan alat yang akan
dibuat.
*ambar $.8Perancangan Bentuk %ekanik (istem
4.4.+ Deskr's' ,er/a Rangka'an
&lat ini memiliki beberapa alur proses pengontrolan yang pertama
adalah pengontrolan dengan input data yang berupa sinyal dari sensor P"#,
kemudian diteruskan ke mikrokontroler, output data dari mikrokontroler
akan mengaktifkan dri!er untuk selanjutnya mengaktifkan motor stepper
sehingga daun pinu akan bergerak membuka atau menutup.
Sensor P"# akan menerima suatu sinyal berupa frekuensi tertentu
dari pergerakan manusia disekitarnya, yang menyebabkan sensor tersebut
aktif. Setelah mendapat sinyal tersebut, sensor P"# akan mengirimkan kode
unik dalam bentuk he2adesimal untuk selanjutnya data tersebut akan diolah
oleh mikrokontroler, kemudian jika data tersebut sesuai dengan data yang
telah tersimpan dalam memori data mikrokontroler maka akan
mengaktifkan dri!er.
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
12/24
51
Pada gambar .$, dapat dilihat blok diagram yang masing-masing memiliki
fungsi:
1. M'krokon#roler A#ega0
igunakan sebagai kontrol utama untuk mengendalikan sistem dengan
bantuansoft)are Arduino*+. an board control -rulduino Board
%. SensorPIR
igunakan sebagaisensorpendeteksi tag pergerakan manusia. Bang
mendeteksi keberadaansinyalberjarak 8 m dengan besar sudut
eleasitotal ++0
+. Dr'er Mo#or S#eer
9erfungsi untuk memerintahkan motor stepper untuk bergerak dan
sebagai penguat tegangan agar tidak membebani mikrokontroler.
4.4.4 Perancangan Perangka# ,eras
alam pembuatan perangkat keras sistem pintu geser otomatis berbasis
mikrokontroler &tmega) dan sensor P"# ini terbagi atas beberapa bagian antara
lain :
1. Perencanaan Rangka'anDriver Motor Stepper
#angkaian drier yang digunakan penulis berupa konfigurasi transistor
jenis CPC. "ni dimaksudkan agar mikrokontroler tidak mengalami kelebihan
beban apabila mencatu sebuah beban yang besar dalam kasus ini adalah
lampu %%0 !olt dengan arus hingga %ampere. Sehingga dibutuhkan sebuah
rangkaian drierseperti tampak pada gambar $.7
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
13/24
52
*ambar $.5Rangkaian Drier %otor (tepper
%. M'n'" S's#e ATega0
#angkaian minimum system &'(ega) akan menerima data dari + buah
sensor transponder R/ID, yang kemudian akan diolah dan diintruksikan ke
drier relay untuk menggerakkan anak kontak relay agar dapat
menyambung dan memutuskan tegangan pada selenoid.
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
14/24
53
*ambar $.7%inimum (istem Atmega&
Selain masukan dari sensor transponder R/IDini, rangkaian minimum
sistem ini juga menerima masukan sinyal dari push button yang difungsikan
sebagai s)itc# untuk membuka pintu dari dalam, yang kemudian
mengolahnya dan diinstruksikan langsung keselenoid, agarsolenoidbekerja.
Pada rangkaian minimum systemini hanya dibutuhkan rangkaian untuk
mengaktifkan internal clock dan rangkaian po)er on reset. iperlukan
tambahan komponen sebuah crystaldan dua buah kapasitor, nilai kapasitor
yang dipakai adalah %% p1, sedangkan untuk crystalyang digunakan bernilai
+5 (H;. untuk rangkaian resetterdiri dari sebuah kapasitor dengan nilai +0
n1, resistor +0 K, dan sebuah pus# botton untuk reset secara manual.
9erikut merupakan gambar rangkaian minimum sistem &'(ega).
Konfigurasi input dan output pada rangkaian minimum sistem adalah
sebagai berikut : untuk input dari rangkaian ini pin yang dipakai adalah sebagai
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
15/24
54
berikut : untuk sensor phototransistor menggunakan pin digital ++. Selanjutnya
untuk menyalakan dua buah dri!er relay menggunakan pin digital 5 dan 7
untuk menyalakan indicatorL-Dadalah pin +.
+. Po2er S"l3
Untuk supplytegangan yang dipakai pada system ini menggunakan
tegangan sebesar +% !olt /. 'egangan ini diperoleh dari transformator
uniersaldengan tegangan +% !olt, dengan arus +.% &mpere. Karena pada
masing-masing rangkaian membutuhkan tegangan sebesar 8 !olt maka untuk
itu dibuatkan rangkaian regulator agar mendapatkan tegangan sebesar 8 !olt.
*ambar $.)Rangkaian Po)er (upply
Pada rangkaian ini digunakan "/ regulator7)08 untuk mendapatkan tegangan
sebesar 8 !olt. Pada *ambar .7 merupakan skema rangkaian supplyuntuk ke
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
16/24
55
masing-masing bagian diantaranya tegangan 8 !olt keboardminimum system
&'(ega).
4.4. Perancangan Perangka# L"nak
Perangkat lunak yang direncanakan yaitu proses pembuatan program utama
dan subrutinnya dari keseluruhan perangkat lunak yang akan dibuat. 3angkah
yang akan dilakukan yaitu perencanaan flochart >diagram alir@ kemudian
penulisan bahasa Cdan mensimulasikannya dengan softare dan jika tidak terjadi
kesalahan, maka dilakukan uploading ke mikrokontroler secara incircuit
programming.Camun terlebih dahulu perlu ditentukan memori-memori dan port
mikrokontroler yang akan digunakan pada listing program, yang dapat dilihat
pada tabel $..
Ta!el 4.+ Pengg"naan Por#
P5RT PENGG*NAAN
igital pin ++(enerima masukan darisensor PIR
igital pin 5 dan 7(engaktifkanDrier
igital pin +(enyalakan indikatorLed sinyal
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
17/24
56
A. lo2char# Progra
Sebelum dilakukan penulisan program maka dibuatflo)c#art4 alir proses
kerja sistem yang akan diterjemahkan dalam bentuk sebuah program
komputer, berikut flochart
*ambar $./lo)c#art Program %ikrokontroller
B. ,e#erangan Flow Chart
Pertama ketika program start maka akan menginisialisasi port
digital yang akan digunakan oleh mikrokontroler &'(ega) untuk
menjalankan program secara keseluruhan.
Selanjutnya program akan mengecek keberadaan sinyal
inframerah melalui sensor. &pabila sinyal inframerah selanjutnya
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
18/24
57
akan menginisialisasi apakah sinyal tersebut dapat dikodekan atau
tidak melalui mikrokontroler.
Perlakuan pertama rutin program apabila sensor mendeteksi
adanya pergerakan mnusia maka akan mengaktifkan pin digital 5
dan dri!er relay + akan menyala dan akan memerintahkan motor
stepper untuk bergerak maka pintu akan terbuka.
Kemudian apabila setelah delay aktu >s@ telah habis namun P"#
tidak medeteksi adanya pergerakan manusia disekitarnya maka
pin digital 7 akan menyala dan akan mengaktifkan dri!er dan
lampu % akan hidup kemudian pintu akan menutup kembali.
Hal ini akan terus berulang-ulang karena program looping
>perulangan sesuai dengan inisialisasi sinyal yang diterima oleh
mikrokontroler@.
C. Perencanaan Progra !ahasa C
Penulisan program / menggunakan softare &rduino-%+. Softare
tersebut berfungsi untuk membuat listingprogram yang akan dimasukkan ke
dalam mikrokontroler nantinya. 'ampilan softare &rduino-%+ dan cara
bagaimana memasukkan program ke dalam mikrokontroler dapat dilihat pada
gambar $.+0.
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
19/24
58
*ambar $.+0 $ampilan A)al Program Arduino*+
Untuk membuat bahasa C, pertama kita membuat file baru dengan cara
mengklik ne. Kemudian kita ketikkan bahasa C pada kolom yang sudah
tersedia. Camun kita juga dapat membuka file program yang sudah dibuat
sebelumnya dengan klik file kemudian klik sketchbook dan selanjutnya pilih file
program tersebut seperti terlihat Pada gambar $.++.
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
20/24
59
*ambar $.++%embuka /ile Program %ikrokontroller
Selanjutnya adalah meng-compile program C dengan cara klik toolbar
sebelah kiri jendela program dan apabila tidak terdapat error maka program sudah
siap untuk di upload ke rangkaian mikrokontroler. Seperti terlihat dalam gambar
$.+%. (tatus errordapat terjadi apabila dalam penulisan program tidak sesuai
dengan tata cara penulisan program dalam bahasa Cyang sudah ada, ini dapat
diperbaiki dengan cara meng-klik file program yang error kemudian mengecek
dimana letak kesalahannya. Kemudian di-compilesekali lagi, jika tidak terdapat
errormaka program sudah siap dimasukkan ke mikrkontroler.
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
21/24
60
*ambar $.+% Proses Compile
&pabila tidak terdapat error padaproses compiler maka akan terlihat tulisan
done compiling pada program bagian baah, itu menandakan baha program
yang sudah dibuat sebelumnya tidak mengalami kesalahan penulisan program.
Selanjutnya adalah meng-upload program yang sudah dibuat ke dalam
mikrokontroler namun, sebelum meng-uploadprogram terlebih dahulu mengatur
board yang digunakan danserial port seperti terlihat pada gambar $.+ .
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
22/24
61
*ambar $.+%engatur board yang Digunakan
Untuk memilih mikrokontroler yang akan digunakan maka cukup meng-klik
tool kemudian pilih board selanjutnya pilihArduino 0' older )1A$%ega&. Hal
ini dilakukan karena mikrokontroler yang digunakan adalah &'(ega).
Selanjutnya adalah mengatur port serial yang digunakan agar proses
pemprograman dapat berjalan. *ambar .+8 memperlihatkan proses pengaturan
port serial.
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
23/24
62
*ambar $.+$ Pemilihanport serial
Bang terakhir adalah proses uploadingprogram ke dalam mikrokontroler dengan
meng-klik tombol uploadpada toolbar sebelah kanan seperti terlihat pada gambar
$.+8 apabila proses uploading berhasil maka ditandai dengan tulisan done
uploading. (aka mikrokontroler sudah selesai diporgram.
*ambar $.+8 Program Selesai di-upload
7/24/2019 Bab Analisis Perancangan Sistem
24/24
63
Top Related