.png)
Perancangan alat yang menggunakan mikrokontroller
Perancangan Alat Ukur Kekeruhan Air Menggunakan Light Dependent Resistor Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535.
METODOLOGI PERCOBAAN
Dalam bagian bab ini akan dibahas mengenai
perancangan dan pembuatan alat. Dalam perancangan pembuatan
alat ini diawali dengan perancangan umum sistem dari
keseluruhan. Adapun perancangan pembuatan rancang bangun
sistem ini terbagi atas beberapa perangkat yang saling
berhubungan yaitu perangkat elektronik (hardware) dan
perangkat lunak (software) yang berisi instruksi untuk
menjalankan program.
3.1 Perancangan Umum Sistem
Pada bab ini dibahas mengenai perancangan alat secara
keseluruhan. Baik perangkat keras maupun perangkat lunak.
Secara umum terdiri dalam 2 sistem yaitu sistem hardware dan
sistem software. Pada rancangan bangun ini juga dilengkapi
dengan catu daya, mikrokontroler ATMega 8535 sebagai
pengolah data hasil dari pengukuran dan LCD untuk tampilan
keluarannya.
Rancangan bangun ini nantinya akan digunakan untuk
mengukur kekeruhan pada air kotor sebelum masuk biosand filter.
Pada pengukuran kekeruhan menggunakan fotodioda sebagai
receiver dan led sebagai transmitter. Dan hasil dari biosand filter
juga diukur kembali temperatur serta kekeruhannya. Hal ini
dilakukan untuk dapat mengetahui kualitas air bersih bidang
pengujian secara fisik pada pengolahan air bersih yang
menggunakan biosand filter. Untuk gambar rancangan alatnya
dapat dilihat pada Gambar 3.1. Sementara itu Gambar 3.2
merupakan gambar alat yang dibuat sebenarnya.
Gambar 3.1 Gambaran umum rancang bangun alat pengukuran
kekeruhan
Gambar 3.2 Alat hasil rancangan bangun alat pengukuran kekeruhan
3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Dalam perencanaan alat pada perangkat keras (hardware)
dilakukan perencanaan pada sistem mekanik dan juga sistem
perencanaan pada elektronika. pada perencanaan sistem
elektronika dilakukan beberapa perencanaan terhadap rangkaian
elektronika yang digunakan untuk mendriver dan mengontrol
daripada sistem mekanik.
3.2.1 Perancangan Catu Daya
Catu daya merupakan sumber tenaga yang dibutuhkan
suatu rangkaian elektronika untuk bekerja. besarnya suplai daya
tergantung spesifikasi alat masing – masing. Pada sistem
pengendalian ini, catu daya digunakan untuk mengaktifkan sensor
– sensor pada rangkaian.
Rangkaian membutuhkan suplai daya sebesar +12V.
Gambar 3.2 merupakan rangkaian catu daya yang dapat
memenuhi rangkaian tersebut. inputan rangkaian ini adalah
tegangan 220 V, dengan menggunakan LM 7912 dan 7812.
Rangkaian ini menghasilkan keluaran sebesar -12V dan +12 V.
3.2.2 Perancangan Sensor Kekeruhan (Fotodioda)
Pengolah sistem analog digunakan rangkaian seperti pada
Gambar 3.4 yaitu rangkaian pengolah sensor kekeruhan berbasis
fotodioda dengan rangkaian penguat diferensial-non inverting.
Terdapat sepasang transmitter dan receiver yang berperan sebagai
basis sensor pengindraan tingkat kekeruhan. Transmiter pada
rangkaian digunakan LED dan receiver adalah fotodioda.
Rangkaian pengolah tegangan hasil bacaan fotodioda digunakan
sistem penguat diferensial-non inverting.
Cara kerja : rangkaian fotodioda ini digunakan untuk
mendeteksi turbidity (kekeruhan) air, yaitu dengan cara
melewatkan air diantara receiver dan transmitter. Arus pada
fotodioda sangat tergantung pada intensitas cahaya yang
mengenai permukaan fotodioda dan kecil sekali dipengaruhi oleh
tegangan yang dipasang pada rangkaian fotodioda. Karena
tegangan yang dihasilkan pada keluaran sangat kecil maka
diberikan rangkaian penguatan differensial dan penguatan non
inverting.
Intensitas cahaya yang diterima fotodioda akan dikonversi
menjadi sinyal tegangan. Sinyal keluaran dari alat ini
menunjukkan nilai tegangan yang sebanding dengan kekeruhan
air.
3.2.3 Minimum Sistem ATmega8535
Rangkaian skematik sistem mikrokontroler ATmega 8535
dapat diilustrasikan seperti dilihat pada Gambar 3.5. Proses kerja
mikrokontrol dioprasikan dengan pola sinyal yang dibangkitkan
oleh crystal momolitik (XTAL) 8MHz. Pola kecepatan frekuensi
XTAL mempengaruhi dari proses eksekusi alur algoritma yang
tersimpan dalam mikrokontrol.
Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Mikrokontroler
Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa
transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.
Untuk mendownload file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi,
Miso, SCK, Reset Vcc dan GND dari kaki mikrokontroler
dihubungkan ke konektor yang akan dihubungkan ke ISP
programmer. Dari ISP programmer inilah dihubungkan ke
computer melalui port paralel.
Kaki mosi, miso, sck, reset, Vcc dan Gnd pada
mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila
terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP programmer, maka
pemrograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
mikrokontroler tidak akan bisa merespon.
3.2.4 Rangkaian LCD
Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari
LCD ke mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Pada rangkaian LCD seperti diatas yang terdiri atas Gnd,
Vcc, Contract, Reset, RW (Read/write), Enable, DB4-DB7 dan
dihubungkan langsung dengan konektor yang kompatibel dengan
mikrokontroler. Fungsi pada potensiometer (VR1) pada rangkaian
adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan
pada LCD. Untuk konektor no 1 dan 2 dihubungkan ke power
supply 5 volt dan ground.
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan software digunakan untuk mengolah
perubahan sinyal output dari dua sensor yaitu sensor suhu dan
kekeruhan air yang telah dikondisikan. Untuk melakukan
pengolahan data ini sinyal anlog dari output op-amp dilakukan
konversi ke digital terlebih dahulu. Setelah dikonversi maka
pengolahan data dari output LM741 dilakukan oleh
mikrokontroler ATMega 8535 yang mengubah data tegangan
menjadi nilai suhu dan kekeruhan yang ditampilkan pada LCD.
Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC.
Sebagai contoh : ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data
digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 255 (2n-1)
nilai diskrit.
Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke
dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal
input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, tegangan referensi 5
volt, tegangan input 3 volt rasio input terhadap referensi adalah
60%. Jadi jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum
255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153
(bentuk desimal) atau 10011001 (bentuk biner).
Sinyal analog yang telah dikonversikan menjadi digital
merupakan representasi dari nilai tegangan pada pengukuran suhu
dan kekeruhan. Nilai ini akan dikonversikan sebagai nilai suhu
dan kekeruhan yang akan ditampilkan pada display LCD.
Flowchart perancangan software dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Perancangan software ini digunakan compiler Code
Vision AVR yang digunakan untuk mengcompile dan membuat
kode hexa yang akan didownload ke mikrokontroler. Pada
Gambar 3.8 diperlihatkan tampilan editor dari software
CodeVision AVR yang digunakan untuk mengcompile, membuat
kode hexa dan mendownload ke mikrokontroler. Bahasa
pemrograman yang digunakan oleh Code Vision AVR adalah
bahasa pemrograman C.
0 comments: