PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI
advertisement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32 (Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi) Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik ARLI KURNIAWAN I 1308507 JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2011 i perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user ii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini, Nama : Arli Kurniawan Nim : I 1308507 Judul tugas akhir : Perancangan Sistem Kendali Otomatis Pada Lantai Getar Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega32 (Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi). Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun tidak mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti bahwa Tugas Akhir yang saya susun mencontoh atau melakukan plagiat dapat dinyatakan batal atau gelar Sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila dikemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup menanggung segala konsekuensinya. Surakarta, 11 Januari 2011 Arli Kurniawan I 1308507 commit to user iii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini, Nama : Arli Kurniawan Nim : I 1308507 Judul tugas akhir : Perancangan Sistem Kendali Otomatis Pada Lantai Getar Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega32 (Studi Kasus Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi). Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing I dan Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian dari publikasi karya ilmiah Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Surakarta, 11 Januari 2011 Arli Kurniawan I 1308507 commit to user iv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dalam pelaksanaan maupun penyusunan laporan skripsi ini, penulis telah mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan yang sangat baik ini, dengan segenap kerendahan hati dan rasa yang setulus-tulusnya, ucapan terima kasih penulis haturkan kepada: 1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan rezekinya serta nikmat yang lainnya. Anugerah mu begitu besar ya Allah. 2. Kedua orang tua tercinta yang telah memberikan doa, kasih sayang, limpahan semangat dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. 3. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Ir. Lobes Herdiman, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta. 5. Taufiq Rochman, STP, MT, selaku Ketua Program S-1 Non Reguler Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta. 6. Ir. Lobes Herdiman, M.T, selaku Dosen Pembimbing I dan Il- ham Priadytama, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktunya, dan sabar dalam memberikan pengarahan dan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar. 7. Rahmaniyah Dwi Astuti, ST, MT, selaku dosen penguji skripsi I dan Taufiq Rochman, STP, MT, selaku dosen penguji skripsi II yang telah memberikan masukan dan perbaikan terhadap skripsi ini. 8. Dosen-dosen Teknik Industri yang memberikan ilmu dan nilai yang obyektif selama ini. 9. Para staf dan karyawan Jurusan Teknik Industri, atas segala kesabaran dan pengertiannya dalam memberikan bantuan dan fasilitas demi kelancaran penyelesaian skripsi ini. commit to user v perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 10. Kak fahri-mbak yun dan andi yang selama ini selalu memberikan dukungan sebagai penambah semangat. 11. Sari Anggraini yang selalu memberikan kasih sayang yang tulus dan warna dalam hidupku baik suka maupun duka, selalu bersedia menjadi wadah curahan hati dan selalu memotifasi untuk lebih baik lagi. Sementara hanya ini yang dapat ay berikan untuk kebahagian bun. 12. Rekan 1 tim lantai getar ananditya putra mega yang selalu sabar menghadapi sikap keras penulis dan selalu memberikan masukan yang terbaik. 13. Teman-teman Transfer Teknik Industri angkatan ’08, terima kasih atas semangat, kekompakan serta bantuan kalian selama ini. Semoga persahabatan kita akan terus terjaga. 14. Teman-teman kos Indonesia 8, Kontrakan dan Kos Colega terima kasih atas bantuannya slama ini, serta masukan yang bermanfaat bagi penelitian. 15. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas segala bimbingan, bantuan, kritik, dan saran dalam penyusunan tugas akhir ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa maupun siapa saja yang membutuhkannya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis dengan senang hati dan terbuka sangat mengharapkan berbagai masukan maupun kritikan dari pembaca. Surakarta, 27 Januari 2011 Penulis commit to user vi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRAK Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32 (STUDI KASUS DI LAORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI). Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2011. Kendali otomatis tidak hanya digunakan pada bidang industri, sistem kendali otomatis dapat juga diterapkan dalam bidang ergonomi. Lantai getar yang mensimulasikan kondisi lantai pabrik, yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar memiliki permasalahan dalam proses pengoperasianya. Sistem kendali diterapkan pada lantai getar bertujuan guna memaksimalkan kinerja lantai getar agar lebih efektif. Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah metode FAST (Framework for the Application of the System Technique), sebuah pendekatan sistematis dasar dalam desain rekayasa. Metode ini diawali dengan investigasi awal yang ada dilapangan kemudian menganalisa masalah yang terdapat dilapangan, menganalisa keputusan yang diambil berdasarkan penyelesaian yang dipilih, mewujudkan penyelesaian menjadi spesifikasi rancangan, pengujian dan proses penerapan sistem, pengoperasian sistem dan sistem pendukung. Hasil rancangan sistem kendali lantai getar dengan menggunakan mikrokontroller AVR ATMega32 sebagi chip pengendali yang diterapkan menghasilkan sistem pengendalian yang efektif. Sistem kendali mengendalikan logika arah pergerakan lantai getar, logika motor sentrallock yang mengunci pergerakan lantai getar dan timer otomatis yang mengatur waktu proses lantai getar. Kata kunci: Sistem kendali otomatis, lantai getar, FAST, Mikrokontroler ATMega32. xx + 88 halaman; 46 gambar; 12 tabel; 3 lampiran; Daftar pustaka: 21 (1985-2010). commit to user vii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRACT Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. THE DESIGN OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM IN THE VIBRATION FLOOR BASED ON MICROCONTROLLER AVR ATMega32 (A CASE STUDY IN THE WORK SYSTEM DESIGN AND ERGONOMIC LABORATORY). Surakarta: Industrial Engineering Department, faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Januari 2011 The applicationof an automatic control system isvery wide now adays and even it has reached the ergonomic area. One of its application in ergonomic is controlling a vibration floor,. A device to simulate the condition on production floor with has vibration disturbance. The purpose of this study an is to optimize the work of vibration floor device to be more effective, by utilizing an aoutomatic control system. The methodology that is used in this plan is FAST method (Framework for the Application of the System Technique). FAST method is a basic systematic approach for design. The method is started by investigating the field, analyzing the problem, analyzing the decision based on the selected solution, realizing the selected solution to be design specification, testing and implementing the system, operating the system and implementing the support system. The result of this design is an Automatic control system of floor vibration that is using microcontroller AVR ATMega32 as a control chips to produce an effective control system. This system controls the logic direction of floor vibration movement. The logic of central lock motor is used to lock the movement of floor vibration. Further, the automatic timer that is used to controls the time of the process in the floor vibration. Keywords: Automatic control system, vibration floor, FAST, Microcontroller ATMega32. xvi + 88 page; 46 drawing; 12 table; 3 attachments; References: 21 (1985-2010) commit to user viii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL..............................................................................................i LEMBAR VALIDASI ..........................................................................................ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................iii SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH......................iv SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILM.....................................v KATA PENGANTAR..........................................................................................vi ABSTRAK...........................................................................................................vii ABSTRACT........................................................................................................viii DAFTAR ISI ........................................................................................................ix DAFTAR TABEL .................................................................................................x DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................I-1 1.2 Perumusan Masalah ...................................................................... I-3 1.3 Tujuan Penelitian........................................................................... I-3 1.4 Manfaat Penelitian......................................................................... I-3 1.5 Batasan Masalah ............................................................................I-3 1.6 Asumsi ...........................................................................................I-4 1.7 Sistematika Penulisan ....................................................................I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Applikasi Mikrokontroler ............................................................ II-1 2.2 Mikrokontroler ............................................................................ II-1 2.3 Mikrokontroler ATMega32 .................................................... .... II-2 2.3.1 Konfigurasi Pin ATMega32 ...............................................II-3 2.3.2 Peta Memory ATMega32................................................... II-4 2.3.3 Status Register.....................................................................II-6 2.4 Rangkaian Sistem ................................................................... .... II-7 2.5 Pemograman Bascom.............................................................. .... II-9 commitAVR to user 2.5.1 Pengenalan Bascom ..................................................II-9 ix perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.5.2 Karakter Dalam BASCOM .............................................. II-11 2.5.3 Tipe Data ..........................................................................II-11 2.5.4 Program Simulasi..............................................................II-12 2.5.5 Kontrol Proram ................................................................ II-14 2.5.6 ISP Flash Programer 3.7 .................................................. II-16 2.6 LCD (Liquid Crystal Display)............................................... .... II-17 2.7 Keypad 4x4............................................................................ .... II-21 2.8 Arus Searah (AC)....................................................................... II-23 2.8.1 Arus Listrik ...................................................................... II-23 2.8.2 Rangkaian Arus Searah ....................................................II-24 2.8.3 Resistensi dan Konduktansi ............................................. II-24 2.8.4 Tegangan Listrik .............................................................. II-25 2.8.5 Hukum OHM ................................................................... II-26 2.8.6 Relay ................................................................................ II-26 2.8.7 Kontaktor ......................................................................... II-29 2.9 Motor Induksi (AC) Tiga Fase................................................. .... II-30 2.9.1 Hubungan Bintang (Y,wye) ............................................. II-32 2.9.2 Hubungan Segitiga ...........................................................II-33 2.10 Metde FAST .............................................................................. II-34 2.10.1 Preliminary Investigation Phase ....................................II-34 2.10.2 Problem Analysis Phase ................................................ II-35 2.10.3 Requirement Analysis Phase ..........................................II-35 2.10.4 Decision Analysis Phase ................................................ II-36 2.10.5 Desain Phase ................................................................. II-37 2.10.6 Construction Phase ........................................................ II-37 2.10.8 Implementation Phase ....................................................II-38 2.10.9 Operation and Support Stage Phase ..............................II-38 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Identifikasi Masalah ................................................................... III-3 3.1.1 Studi pustaka .................................................................... III-3 3.1.2 Studi lapangan .................................................................. III-3 3.2 Framework for the application systems techniques ................... III-4 commit to user x perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3.2.1 Preliminary Investigation.................................................. III-4 3.2.2 Problem Analysis...............................................................III-4 3.2.3 Requirement Analysis……………………………………..............III-5 3.2.4 Decision Analysis.................................................................III-5 3.2.5 Design..................................................................................III-6 3.2.6 Construction.........................................................................III-7 3.2.5 Implementation, operation and support stage.....................III-7 3.5 Analisis Interpretasi hasil........................................................ ... III-5 3.6 Kesimpulan dan Saran............................................................ .... III-6 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Pengumpulan Data...................................................................... IV-1 4.1.1 Preliminary Investigation.................................................. IV-1 4.1.2 Problem analysis...................................................................IV-2 4.2 Pengolahan Data..........................................................................IV-2 4.2.1 Requirements analysis.......................................................IV-3 4.2.2 Decision Analysis.............................................................. IV-4 4.2.3 Proses perancangan............................................................IV-5 4.2.4 Pembangunan sistem kendali...........................................IV-23 4.2.5 Implementation, operation and support stage.............IV-25 BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL 5.1 Analisis Hasil Penelitian...............................................................V-1 5.1.1 Analisis Sistem Aplikasi..................................................... V-1 5.1.1 Validasi Sistem Aplikasi................................................V-2 5.2 Iterpretasi Hasil.............................................................................V-3 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan..................................................................................VI-1 6.2 Saran............................................................................................VI-1 DAFTAR PUSTAKA commit to user xi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel Fungsi icon pada interface BASCOM AVR.................................II-10 Tabel 2.2 Tabel Karakter-karakter spesial pada BASCOM………………………II-11 Tabel 2.3 Tabel Tipe data BASCOM......................................................................II-12 Tabel 2.4 Tabel Susunan kaki LCD........................................................................II-18 Tabel 4.1 Tabel Macam dan jenis komponen……………………………………IV - 6 Tabel 4.6 Tabel data modul……………………………………………………. IV - 13 Tabel 4.7 Tabel data exam……………………………………………………. ...IV - 13 Tabel 4.8 Tabel data film .....................................................................................IV - 14 Tabel 4.9 Tabel data history…………………………………………………………....IV - 14 Tabel 4.10 Tabel data ujian ..................................................................................IV - 14 Tabel 4.11 Tabel data scoreexam .........................................................................IV - 14 Tabel 4.12 Tabel data nilai ...................................................................................IV - 14 commit to user xii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 IC mikrokontroller dan pin-pin........................................................II-4 Gambar 2.2 Skema Memori Data AVR ATMega32...........................................II-5 Gambar 2.3 Skema Memori Program AVR ATMega32.....................................II-6 Gambar 2.4 Status Register ATMega32..............................................................II-6 Gambar 2.5 Gambar 2.5 Rangkaian Sistem Mikrokontroler...............................II-8 Gambar 2.6 Interface BASCOM AVR. ............................................................II-10 Gambar 2.7 Tampilan listing BASCOM AVR..................................................II-13 Gambar 2.8 Tampilan Simulasi Hardware........................................................II-13 Gambar 2.9 Software SPI..................................................................................II-17 Gambar 2.10 Susunan alamat pada LCD. .........................................................II-18 Gambar 2.11 Susunan kaki LCD.......................................................................II-19 Gambar 2.12 DDRAM M1632..........................................................................II-20 Gambar 2.13 Karakter.......................................................................................II-21 Gambar 2.14 Bentuk fisik keypad 4x4..............................................................II-22 Gambar 2.15 Matriks keypad 4x4.....................................................................II-22 Gambar 2.16 Rangkaian arus.............................................................................II-24 Gambar 2.17 Hubungan arus, tegangan dan hambatan.....................................II-26 Gambar 2.18 Relay............................................................................................II-27 Gambar 2.19 Jenis-jenis kontak.........................................................................II-27 Gambar 2.20 Bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak...........................II-28 Gambar 2.21 Simbol dan bentuk fisik relay......................................................II-28 Gambar 2.22 Kontaktor ................................................................................... II-30 Gambar 2.23 Rangkaian ekivalen satu fasa motor induksi................................II-32 Gambar 2.24 Hubungan bintang (Y, wye) ........................................................II-32 Gambar 2.25 Hubungan segitiga.......................................................................II-33 Gambar 3.1 Metodologi Penelitian..................................................................III-1 Gambar 4.1 Diagram Blog Sistem Kendali......................................................IV-5 Gambar 4.2 Rangkaian mikrokontroler ATMega32........................................IV-7 Gambar 4.3 PCB rangkaian mikrokontroler ATMega32.................................IV-8 Gambar 4.4 Interface LCD dengan Mikrokontroler ATMega32.....................IV-8 commit to user xiii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4............................................................IV-9 Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad……………………………………....IV-9 Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock………………………….IV-10 Gambar 4.8 PCB rangkaian kendali motor sentrallock…………………......IV-11 Gambar 4.9 AVR simulasiI……………………………………………........V-13 Gambar 4.10 Display LCDI…………………………………………………..V-13 Gambar 4.11 Flowchart Program mikrokontroler…………………………….IV-19 Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4............................................................IV-9 Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad............................................................IV-9 Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock.......................................IV-10 Gambar 4.8 PCB Rangkaian kendali motor sentrallock...............................IV-11 Gambar 4.9 AVR simulasi...........................................................................IV-13 Gambar 4.10Display LCD............................................................................IV-13 Gambar 4.11Flowchart Program moikrokontroler........................................IV-19 Gambar 4.12 AVRdude GUI versi 1.3...........................................................IV-25 Gambar 5.1 Sistem Kendali………….............................................................V-4 commit to user DAFTAR LAMPIRAN xiv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Lampiran 1Standar operasional lantai getar............................................... L-1 Lampiran 2Datashet mikrokontroler AVR ATMega32.............................. L-2 Lampiran 3Listing program........................................................................ L-2 commit to user xv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRAK Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. PERANCANGAN SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA LANTAI GETAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA32 (STUDI KASUS DI LAORATORIUM PERANCANGAN SISTEM KERJA DAN ERGONOMI). Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2011. Kendali otomatis tidak hanya digunakan pada bidang industri, sistem kendali otomatis dapat juga diterapkan dalam bidang ergonomi. Lantai getar yang mensimulasikan kondisi lantai pabrik, yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar memiliki permasalahan dalam proses pengoperasianya. Sistem kendali diterapkan pada lantai getar bertujuan guna memaksimalkan kinerja lantai getar agar lebih efektif. Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah metode FAST (Framework for the Application of the System Technique), sebuah pendekatan sistematis dasar dalam desain rekayasa. Metode ini diawali dengan investigasi awal yang ada dilapangan kemudian menganalisa masalah yang terdapat dilapangan, menganalisa keputusan yang diambil berdasarkan penyelesaian yang dipilih, mewujudkan penyelesaian menjadi spesifikasi rancangan, pengujian dan proses penerapan sistem, pengoperasian sistem dan sistem pendukung. Hasil rancangan sistem kendali lantai getar dengan menggunakan mikrokontroller AVR ATMega32 sebagi chip pengendali yang diterapkan menghasilkan sistem pengendalian yang efektif. Sistem kendali mengendalikan logika arah pergerakan lantai getar, logika motor sentrallock yang mengunci pergerakan lantai getar dan timer otomatis yang mengatur waktu proses lantai getar. Kata kunci: Sistem kendali otomatis, lantai getar, FAST, Mikrokontroler ATMega32 xx + 148 halaman; 82 gambar; 35 tabel; 3 lampiran; Daftar pustaka: 24 (1985-2010). commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRACT Arli Kurniawan, NIM: I 1308507. THE DESIGN OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM IN THE VIBRATION FLOOR BASED ON MICROCONTROLLER AVR ATMega32 (A CASE STUDY IN THE WORK SYSTEM DESIGN AND ERGONOMIC LABORATORY). Surakarta: Industrial Engineering Department, faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Januari 2011 The applicationof an automatic control system isvery wide now adays and even it has reached the ergonomic area. One of its application in ergonomic is controlling a vibration floor,. A device to simulate the condition on production floor with has vibration disturbance. The purpose of this study an is to optimize the work of vibration floor device to be more effective, by utilizing an aoutomatic control system. The methodology that is used in this plan is FAST method (Framework for the Application of the System Technique). FAST method is a basic systematic approach for design. The method is started by investigating the field, analyzing the problem, analyzing the decision based on the selected solution, realizing the selected solution to be design specification, testing and implementing the system, operating the system and implementing the support system. The result of this design is an Automatic control system of floor vibration that is using microcontroller AVR ATMega32 as a control chips to produce an effective control system. This system controls the logic direction of floor vibration movement. The logic of central lock motor is used to lock the movement of floor vibration. Further, the automatic timer that is used to controls the time of the process in the floor vibration. Keywords: Automatic control system, vibration floor, FAST, Microcontroller ATMega32 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini akan di uraikan mengenai latar belakang masalah dari penelitian, perumusan masalah yang di angkat dalam penelitian ini, tujuan, manfaat, batasan masalah dan asumsi dari penelitian yang di lakukan serta sistematika penulisan untuk menyelesaikan penelitian. 1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan dunia industri baik dalam teknologi mesin ataupun peralatan semakin diperlukan kinerja yang optimum untuk meningkatkan kuantitas maupun kualitas produk. Salah satu cara mencapai hal tersebut adalah dengan memanfaatkan sistem kendali otomatis yang saat ini komponenkomponennya telah banyak tersedia di pasaran. Komponen sistem kendali otomatis adalah prosesor yang berupa chip. Perkembangan industri mendorong diciptakannya sebuah chip yang dinamakan mikrokontroler yang dapat menyederhanakan suatu rangkaian kendali kompleks dalam sebuah komponen yang kecil. Karena memiliki bentuk yang kecil dan pembuatan program yang sederhana, mikrokontroler menjadi pilihan untuk berbagai aplikasi, tidak hanya didunia industri, melainkan hingga dunia kesehatan dan ergonomi. Salah satu instrumen dalam bidang ergonomi yang dapat dioptimumkan kinerjanya dengan sistem kendali otomatis adalah lantai getar. Di Universitas Sebelas Maret tepatnya di Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi terdapat alat lantai getar yang menggunakan dua buah motor penggetar tiga fasa dengan kekuatan maksimum 150kg. Lantai getar ini merupakan suatu prototipe untuk mensimulasikan getaran yang terjadi pada lantai kerja seperti pada lantai produksi pabrik yang menggunakan mesin dengan kapasitas besar dan menghasilkan getaran besar. Untuk dapat mensimulasikan kondisi sebenarnya, lantai getar harus dapat menghasilkan tiga modus arah gerakan getaran yaitu horizontal, vertical dan mix (vertical dan horizontal). Selain itu untuk meningkatkan fleksibilitas pengoperasian, lantai getar ini juga memerlukan commit to user sebuah timer otomatis untuk mengendalikan waktu operasi alat secara otomatis. I-1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Mengacu pada banyaknya variable yang dikendalikan baik dari modus arah gerakan getaran, kecepatan putaran motor, maupun pengendalian waktu operasi, sistem kendali otomatis akan lebih efektif dibandingkan sistem kendali manual. Pengendalian secara otomatis memerlukan sebuah rangkaian terpadu yang melaksanakan fungsi ribuan transistor, diode dan resistor sebagai pusat pengendali. Rangkaian terpadu tersebut dinamakan mikroprosesor yang kemudian dikembangkan oleh beberapa vendor menjadi sebuah chip yang diberinama mikrokontroler (Tokheim, 1990). Pilihan mikrokontroler dewasa ini sangat bervariasi. Diantara sejumlah pilihan tersebut tipe AVR dari Atmel merupakan jenis mikrokontroler yang murah dan handal. AVR tersedia dalam variasi produk yang luas untuk berbagai keperluan. AVR merupakan mikrokontroler CMOS 32-bit yang hampir kesemua instruksi dikerjakan dalam satu siklus clock. Bahkan diantaranya telah memiliki ADC (analog to digital convereter) internal. Berdasarkan kemampuannya, AVR merupakan sebuah peluang yang menarik untuk dimanfaatkan sebagai komponen pengendali utama motor induksi tiga fasa lantai getar yang dikembangkan. Sebelum dapat digunakan sebagai kendali, mikrokontroler harus melewati 3 tahapan yaitu pembuatan hardware, perancangan software dan pengisian software kedalam mikrokontroler. Ada beberapa pilihan bahasa pemograman untuk mikrokontroler diantaranya bahasa tingkat tinggi BASCOM (basic compiller), bahasa tingkat menengah (bahasa C++) dan bahasa tingkat rendah (bahasa assembler). Ketiga jenis bahasa pemograman tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. BASCOM sendiri memiliki kelebihan yaitu tampilan pada bascom lebih sederhana sehingga memudahkan programmer dalam membuat logika program yang diperlukan dan ditulis menggunakan bahasa manusia yang lebih mudah di mengerti dan tidak bergantung pada mesin. Sedangkan penggunaan bahasa assembler dan bahasa C++ memerlukan ketelitian dari programmer karena bahasa ditulis dengan sandi yang hanya di mengerti oleh mesin (Iswanto, 2009). Berdasarkan permasalahan di atas diperlukan perancangan sistem kendali otomatis yang bertujuan mempermudah dalam pengaturan kecepatan putaran motor, modus arah pergerakan dari getaran dan lama pengoperasian alat lantai commit to user I-2 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id getar menggunakan mikrokontroler AVR. Dengan adanya rancangan sistem kendali otomatis tersebut diharapkan pengoperasian lantai getar dapat menjadi lebih efisien dan akurat. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, maka dirumuskan pokok permasalahan dari penelitian ini yaitu bagaimana merancang sistem kendali lantai getar dengan mikrokontroller AVR yang meliputi pengendalian arah gerakan, frekuensi getaran dan timer otomatis. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan yang ingin dicapai adalah merancang sistem kendali otomatis lantai getar, yaitu: 1. Merancang modul sistem kendali untuk mengatur frekuensi getaran. 2. Merancang modul sistem kendali untuk mengatur arah gerakan dari getaran. 3. Merancang modul sistem kendali untuk mengatur timer otomatis 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat perancangan alat kendali kecepatan motor induksi tiga fasa, yaitu: 1. Menghasilkan sistem kendali yang dapat mengendalikan pergerakan lantai getar. 2. Menghasilkan arah gerakan lantai getar yaitu horisontal, vertikal dan mix (horisontal dan vertikal). 1.5 BATASAN MASALAH Batasan masalah dalam membahas perancangan modul pengendali menggunakan mikrokontroler AVR pada alat simulasi lantai getar, sebagai berikut: 1. Mikrokontroler AVR yang digunakan adalah tipe ATMega. 2. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa basic. 3. Metode yang digunakan adalah metode FAST (Framework for the commit to user application of system technique) I-3 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 1.6 ASUMSI PENELITIAN Asumsi yang digunakan dalam membahas perancangan modul pengendali menggunakan mikrokontroler AVR pada alat simulasi lantai getar, sebagai berikut: 1. Frekuensi getaran pada lantai getar sama dengan frekuensi inputan motor vibrator. 2. Dua motor vibrator memiliki karakteristik yang sama dalam menghasilkan getaran. 1.7 SISTEMATIKA PENULISAN Penulisan penelitian dalam laporan tugas akhir ini mengikuti uraian yang diberikan pada setiap bab yang berurutan untuk mempermudah pembahasannya. Penjelasan mengenai sistematika penulisan yang digunakan pada penyusunan laporan tugas akhir. Bab I : Pendahuluan Pendahuluan meliputi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penulisan. Bab II : Tinjauan pustaka Mengenai landasan teori yang mendukung dan terkait langsung dengan penelitian yang dilakukan dari buku, jurnal penelitian, sumber literatur lain. Bab III : Metodologi Penelitian Uraian langkah penelitian yang dilakukan dan juga digunakan sebagai gambaran kerangka berpikir penulis dalam melakukan penelitian dari awal sampai penelitian selesai. Bab IV : Pengumpulan dan pengolahan data Data atau informasi yang diperlukan dalam menganalisis permasalahan yang ada serta pengolahan data dengan menggunakan metode yang dikembangkan pada bab sebelumnya. Bab V : Analisis dan interpretasi hasil commit to user I-4 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Penjelasan dari keluaran yang diperoleh pada tahapan pengumpulan dan pengolahan data interpretasi hasil. Bab VI : Kesimpulan dan Saran Kesimpulan yang diperoleh dari analisis pemecahan masalah maupun hasil pengumpulan data serta saran-saran perbaikan atas permasalahan yang dibahas. . commit to user I-5 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan teori-teori yang diperlukan dalam mendukung perancangan, sehingga pelaksanaan pembuatan alat dilakukan secara teoritis. 2.1 APLIKASI MIKROKONTROLER Mikrokontroler merupakan salah satu perkembangan teknologi yang mengintegrasikan sebuah sistem komputer kedalam sebuah chip tunggal (single chip), sehingga teknologi ini mampu berfungsi seperti sebuah sistem komputer, salah satunya adalah proses pengendalian. Aplikasi dari sistem pengontrolan ini dapat kita lihat dari perancangan sistem kunci pintu digital dengan sistem keamanan berbasis sms. Sistem ini menggunakan password sebagai keyword untuk membuka kunci. Cara kerja dari sistem ini adalah pemilik dapat mengunci ataupun membuka pintu dari jarak jauh hanya dengan mengirimkan sms, sehingga pemilik akan lebih mudah karena tidak perlu datang untuk mengunci (dewapur.wordpress.com, 2008). 2.2 MIKROKONTROLER Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak computer (Iswanto, 2008). Mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Atmel adalah perusahaan pembuat chip yang terkenal dalam teknologi pembuatan flash memory dan EEPROM. Setelah Atmel meletakkan flash PROM di mikrokontroler seri AT89C sebagai anggota baru dari jenis mikrokontroler MCS51, MCS1 semakin di nikmati, menyusul keberhasilan Atmel tersebut, Atmel merancang mikrokontroler baru yang dikategorikan sebagai jenis mikrokontroler AVR. AVR atau sebuah kependekan dari Alf and Vegard’s Risc Processor merupakan chip mikrokontroler yang diproduksi oleh Atmel dikelompokkan ke dalam 4 kelas ATtiny,ATMega,AT90Sxx, AT86RFxx. Perbedaan yang terdapat pada masing-masing kelas adalah kapasitas commit to user memori, peripheral, dan fungsinya. Dalam hal arsitektur maupun instruksinya, II-1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id hampir tidak ada perbedaan sama sekali. Mikrokontroler AVR dirancang sebagai sebuah mesin RISC (Reduce Intruction Set Computer) yang hampir semua instruksinya selesai di kerjakan dalam satu siklus mesin, dilengkapi dengan 32 buah register serbaguna yang kesemuanya dapat berfungsi sebagai akumulator (Iswanto, 2008). 2.3 MIKROKONTROLER ATMega32 Mikrokontroler adalah sebuah chip, kata mikro berarti bahwa objek tersebut berukuran kecil, sedangkan controller dalam bahasa inggris berarti alat tersebut dapat digunakan untuk pengendali objek proses maupun kejadian. Mikrokontroler mempunyai kemiripan dengan mikroprosesor dalam sebuah komputer. Keduanya memiliki central processing unit (CPU). CPU mengeksekusi instruksi logika, matematika, dan fungsi-fungsi data dari sebuah komputer. Membuat sebuah komputer yang lengkap, sebuah mikroprosesor memerlukan memori untuk menyimpan data dan program, serta antarmuka input output. Sebaliknya, mikrokontroler adalah komputer sebuah chip, karena dalam satu chip selain berisikan CPU telah dilengkapi memori dan antarmuka I/O. AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 32-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog timer, dan mode power saving. Beberapa diantaranya mempunyai ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI (Sulhan, 2006). ATmega32 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATmega32 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya dengan kecepatan proses. Pada mikrokontroler dengan teknologi RISC semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits words)commit dan sebagian to userbesar instruksi dieksekusi dalam 1 II-2 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id clock, sedangkan pada teknologi CISC seperti yang diterapkan pada mikrokontroler MCS-51, untuk menjalankan sebuah instruksi diperlukan waktu sebanyak 12 siklus clock. Secara garis besar, arsitektur mikrokontroler ATMEGA32, yaitu: 1. 32 saluran I/O (Port A, Port B, Port C, dan Port D). 2. 10 bit 8 Channel ADC (Analog to Digital Converter). 3. 4 channel PWM. 4. 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby and Extended Standby. 5. 3 buah timer/counter. 6. Analog comparator. 7. Watchdog timer dengan osilator internal. 8. 512 byte SRAM. 9. 512 byte EEPROM. 10. 8 kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write. 11. Unit interupsi (internal & eksternal). 12. Port antarmuka SPI32 “memory map”. 13. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan optimum 2,5Mbps. 14. 4.5 sampai 5.5V operation, 0 sampai 16MH. 2.3.1 Konfigurasi Pin ATMEGA32 Konfigurasi pin ATMega32 dapat dilihat pada gambar 2.1. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega32, sebagai berikut: 1. VCC = pin masukan catu daya. 2. GND = pin ground. 3. Port A (PA0 – PA7) = pin I/O (bidirectional), pin ADC. 4. Port B (PB0 – PB7) = pin I/O (bidirectional), pin timer/counter, analog comparator, SPI. 5. Port C (PC0 – PC7) = pin I/O (bidirectional), TWI, analog comparator, Timer Oscilator. commit to user II-3 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 6. Port D (PD0 – PD7) = pin I/O (bidirectional), analog comparator, interupsi eksternal, USART. 7. RESET = pin untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 & XTAL2 = pin untuk clock eksternal. 9. AVCC = pin input tegangan ADC. 10. AREF = pin input tegangan referensi ADC. Gambar 2.1 IC mikrokontroler dan pin-pin Sumber: Atmel, 2009 2.3.2 Peta Memory ATMega32 ATMega32 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler seperti kontrol register, timer/counter, fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat pada gambar 2.2. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu padacommit lokasi $60 sampai dengan $25F. to user II-4 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.2 Skema memori data AVR ATMega32 Sumber: Iswanto, 2008 Memori program yang terletak pada flash perom tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR ATMega32 memiliki 4KByte x 16 Bit flash perom dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit program counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash. commit to user II-5 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.3 Skema memori program AVR ATMega32 Sumber: Iswanto, 2008 Selain itu AVR Atmega32 juga memilki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF (Iswanto, 2008). 2.3.3 Status Register Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler. Gambar 2.4 Status register ATMega32 Sumber : Iswanto, 2008 Status register ATMega32 dapat dilihat pada gambar 2.4. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan register dari ATMega32, sebagai berikut: 1. Bit7 --> I (global Iinterrupt enable), Bit harus di set untuk mengenable semua commit to user jenis interupsi. II-6 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2. Bit6 --> T (bit copy storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan instruksi BLD. 3. Bi5 --> H (half cary flag). 4. Bit4 --> S (sign bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow). 5. Bit3 --> V (two's component overflow flag) bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis. 6. Bit2 --> N (negative flag) flag N akan menjadi set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif. 7. Bit1 --> Z (zero flag) bit ini akan menjadi set apabila hasil operasi matematis menghasilkan bilangan 0. 8. Bit0 --> C (cary flag) bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry. 2.4 RANGKAIAN SISTEM 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 PWM serta penggunaan RAM yang masih bias ditampung oleh RAM dalam dan tidak memerlukan komponen tambahan seperti PPI, karena penggunaan port mikrokontroler hanya 4 port yaitu keluaran sinyal penggerak, masukan keypad, keluaran penampil, pin RS dan pin enable dari LCD penampil. Kristal yang digunakan untuk pengoperasikan mikrokontroler adalah 8 MHz. Port yang digunakan pada sistem, yaitu Port C (PC0..PC3), Port D (PD0..PD6), Port B (PB0..PB7) dan Port A (PA0..PA1). commit to user II-7 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user II-8 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.5 PEMOGRAMAN BASCOM Sebelum dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, pengembangan sebuah mikrokontroler harus melewati 3 tahapan yaitu pembuatan hardware untuk aplikasi, perancangan software aplikasi menggunakan bahasa pemrograman dan pengisian software aplikasi yang sudah dibuat ke dalam mikrokontroler. Bahasa pemrograman yang digunakan berupa bahasa pemrograman tingkat rendah (Assembly Language), menengah (bahasa C) maupun bahasa tingkat tinggi seperti Pascal dan BASIC. Software pemrograman (compiler) yang digunakan adalah BASCOM AVR yang merupakan sebuah compiler BASIC. BASCOM (basic compiler) sendiri memiliki beberapa jenis berdasarkan seri mikrokontroler yang digunakan. BASCOM dikembangkan oleh MCS Electronics, dan merupakan BASIC compiler. Program yang dibuat dalam bahasa BASIC, akan dikompilasi menjadi machine code, untuk kemudian dimasukkan ke dalam mikrokontroler melalui sebuah programmer. Saat ini sesuai dengan referensi dari situs web MCS electronics, BASCOM baru mendukung mikrokontroler keluarga MCS51 (BASCOM-8051) dan keluarga AVR (BASCOM-AVR), keduanya produk dari Atmel Corp. Chip kelas AT89S51/52 dengan harga sangat terjangkau dan diprogram secara ISP (in-system programming). BASIC adalah bahasa interpreter artinya diterjemahkan ke dalam machine code saat program dieksekusi. Positifnya memberikan perintah pada command line dan langsung melihat hasilnya. Negatif-nya lambat. Namun cepat atau lambat tergantung pada keperluan. Bila jeda yang terjadi masih dalam batas yang dapat diterima, berarti kelambatan yang terjadi dapat diabaikan (Iswanto, 2008). 2.5.1 Pengenalan BASCOM AVR Bascom memiliki tampilan yang sama dengan bahasa program lainya, hanya saja yang membedakan tampilan pada Bascom lebih sederhana. Dapat dilihat pada gambar 2.6 yang merupakan tampilan dari Bascom. commit to user II-9 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.6 Interface BASCOM AVR Sumber: Iswanto, 2008 Pada setiap icon yang ada pada interface diatas memiliki fungsi masingmasing. Adapun fungsi dari tiap-tiap icon dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1 Fungsi icon pada interface BASCOM AVR Icon Nama File New Open File File Save Save as Fungsi Membuat file baru Untuk membuka file Untuk menyimpan file Menyimpan file dengan nama lain. Shortcut Ctrl+N Ctrl+O Ctrl+S - Print Print preview Syntax check Program compile Untuk mencetak dokumen melihat tampilan sebelum dicetak. Untuk memeriksa kesalahan bahasa. mengkompile program yang dibuat. Ctrl+P Ctrl+F7 F7 Show result Simulate menampilkan hasil kompilasi program. mencimulasikan program yang dibuat. Ctrl+W F2 Sumber: Iswanto, 2008 2.5.2 Karakter Dalam BASCOM commit to user II-10 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Program BASCOM karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet (A-Z dan a-z), karakter numeric (0-9) dan karakter spesial seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.2. Tabel 2.2 Karakter-karakter spesial pada BASCOM Karakter Nama ‘ * + , . / : “ ; < = > \ Blank atau spasi Apostrophe Asteriks atau simbol perkalian Simbol Pertambahan (Plus Sign) Comma Simbol Pengurangan (Minus Sign) Period (decimal point) Slash (division symbol) will be handled as \ Colon Double Quotation mark Semicolon Less than Equal sign (assignment symbol or relation operator) Greater than Backslash (integer/word division symbol) Sumber: Iswanto, 2008 2.5.3 Tipe Data Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler. Dapat dilihat pada tabel 2.3 yang menjelaskan ukuran dan range dari tiap tipe data BASCOM. Tabel 2. 3 Tipe data BASCOM Tipe Data Bit Byte Interger Word Long Ukuran (byte) Range 1/8 0-1 1 0 sampai 255 2 -32,768 sampai 32,767 2 0 sampai 65535 commit to user 4 -2147483648 sampai 2147483647 II-11 perpustakaan.uns.ac.id Single String digilib.uns.ac.id 4 Hingga 254 byte - Sumber: Iswanto, 2008 Variabel dalam sebuah program berfungsi sebagai tempat penyimpanan data atau penampung data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan, menampung data hasil pembacaan register. Variabel merupakan pointer yang menunjuk pada alamat memori fisik di mikrokontroler. BASCOM ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel, yaitu: 1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter. 2. Karakter bisa berupa angka atau huruf. 3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf. 4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunakan oleh BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal register dan nama operator (AND, OR, DIM). 2.5.4 Program Simulasi BASCOM AVR menyediakan pilihan yang dapat mensimulasikan program. Sehingga setelah membuat suatu program, dapat diperiksa terlebih dahulu apakah program yang dibuat sudah benar atau masih salah sebelum didownload ke mikrokontroler. Adapun bentuk tampilan simulasinya dapat dilihat pada gambar 2.7. commit to user II-12 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.7 Tampilan listing BASCOM AVR Sumber: Iswanto, 2008 Tekan tombol maka tekan tombol untuk memulai simulasi dan memberhentikan simulasi . Selain itu untuk dapat melihat perubahan data pada setiap port atau ketika memberikan input pin-pin tertentu dari mikrokontroler, maka gunakan tombol maka muncul tampilan simulasi hardware. Adapun bentuk tampilannya dapat dilihat pada gambar 2.8. Gambar 2.8 Tampilan simulasi hardware Sumber: Iswanto, 2008 commit to user II-13 perpustakaan.uns.ac.id 2.5.5 digilib.uns.ac.id Kontrol Program Keunggulan sebuah program terletak pada kontrol program tersebut. Kontrol program merupakan kunci dari keandalan program yang dibuat termasuk pada rule evaluation pada logika samar. Kontrol program dapat mengendalikan alur dari sebuah program dan menentukan apa yang harus dilakukan oleh sebuah program ketika menemukan suatu kondisi tertentu. Kontrol program ini meliputi kontrol pertimbangan kondisi dan keputusan, kontrol pengulangan serta kontrol alternatif. BASCOM menyediakan beberapa kontrol program yang digunakan untuk menguji sebuah kondisi, perulangan dan pertimbangan sebuah keputusan. Beberapa kontrol program yang sering digunakan dalam pemograman dengan menggunakan bahasa BASCOM, yaitu: 1.IF… THEN Dengan pernyataan ini kita dapat menguji sebuah kondisi tertentu dan kemudian menentukan tindakan yang sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Sintak penulisannya adalah: IF <Syarat Kondisi> THEN <Pernyataan> Sintak di atas digunakan jika hanya ada satu kondisi yang diuji dan hanya melakukan satu tindakan. Jika melakukan lebih dari satu tindakan maka sintaknya harus ditulis, sebagai berikut: IF <Syarat kondisi> THEN <Pernyataan ke-1> <Pernyataan ke-2> <Pernyataan ke-n> END IF 2.SELECT… CASE Perintah ini akan mengeksekusi beberapa blok pernyataan tergantung dari nilai variabelnya. Perintah ini mirip dengan perintah IF... THEN, namun perintah ini memiliki kelebihan yaitu kemudahan pada penulisannya. Sintak, sebagai berikut: SELECT CASE Variabel commit to user II-14 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id CASE test1 : statement CASE test2 : statement CASE ELSE : statement END SELECT 3.WHILE… WEND Perintah ini mengeksekusi sebuah pernyataan secara berulang ketika masih menemukan kondisi yang sama. Perintah ini akan berhenti jika ada perubahan kondisi dan melakukan perintah selanjutnya. Sintak, sebagai berikut: WHILE <Syarat kondisi> <Pernyataan> WEND 4.DO… LOOP Perintah Do... Loop digunakan mengulangi sebuah blok pernyataan terus menerus. Membatasi pengulangannya dapat ditambahkan sebuah syarat kondisi agar perulangan berhenti dan perintahnya menjadi Do... loop Until. Sintak penggunaan perintah ini, sebagai berikut: DO <Blok pernyataan> LOOP Yang menggunakan perintah Do Loop Until DO <Blok pernyataan> LOOP UNTIL <syarat kondisi> 5.FOR… NEXT Perintah ini digunakan mengeksekusi sebuah blok pernyataan secara berulang. Perintah ini hampir sama dengan perintah Do... Loop, namun pada perintah For... Next ini nilai awal dan akhir perulangan serta tingkat kenaikan atau turunnya dapat ditentukan. Penggunaannya, sebagai berikut: For var = start To/Downto end [Step value] commit to user <Blok pernyataan> II-15 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Next Menaikan nilai perulangan gunakan To dan menurunkan gunakan Downto. Tingkat kenaikan merupakan pilihan, jadi dapat digunakan ataupun tidak. Jika nilai kenaikan tidak ditentukan maka secara otomatis BASCOM akan menentukan nilainya yaitu 1. 6.EXIT Perintah ini digunakan untuk keluar secara langsung dari blok program For... Next, Do... Loop, Sub... Endsub, While... Wend. Sintak penulisannya, sebagai berikut: Exit [Do] [For] [While] [Sub]Sintak selanjutnya setelah EXIT bisa bermacam-macam tergantung perintah exit itu berada dalam perintah apa. Jika dalam perintah Do... Loop maka sintaknya menjadi Exit Do. 7.GOSUB Dengan perintah GOSUB program melompat ke sebuah label dan menjalankan program yang ada dalam rutin tersebut sampai menemui perintah return. Perintah return akan mengembalikan program ke titik setelah perintah Gosub. 8.GOTO Perintah GOTO digunakan melakukan percabangan, perbedaannya dengan GOSUB ialah Perintah GOTO tidak memerlukan perintah return sehingga programnya tidak akan kembali lagi ke titik dimana perintah GOTO itu berada. Berikut ini adalah sintak perintah GOTO: GOTO label Label: Panjang label optimum ialah 32 karakter. 2.5.6 ISP Flash Programer 3.7 ISP Programmer merupakan program yang digunakan menuliskan program ke dalam mikrokontroler ATMega8535. Pertama mikrokontroler dihubungkan dengan kabel downloader commit todengan user port paralel pada komputer, II-16 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id kemudian nyalakan catu daya mikrokontroler. Lalu tekan tombol OpenFile untuk membuka file yang akan didownload pada mikrokontroler. Setelah itu tekan tombol program tunggu sampai 100%, setelah 100% maka program sudah ditulis pada mikrokontroler, dan mikrokontroler siap untuk digunakan. Adapun tampilannya dapat dilihat pada gambar 2.9. Gambar 2.9 Software SPI Sumber: Iswanto, 2008 2.6 LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY) LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya menganut sistem dotmatrix. LCD banyak diaplikasikan untuk alat-alat elektronika seperti kalkulator, laptop, handphone. Komunikasi data yang dipakai menggunakan mode teks, artinya semua informasi yang dikomunikasikan memakai kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Huruf dan angka yang akan ditampilkan dalam bentuk kode ASCII, kode ini diterima dan diolah oleh mikroprosesor LCD menjadi titik-titik pada dot matrix yang terbaca sebagai huruf dan angka. Tugas mikrokontroler hanyalah mengirim kode-kode ASCII untuk ditampilkan. LCD yang paling sering digunakan untuk operasi standar mempunyai ukuran lebartodisplay commit user 2 baris 16 kolom atau disebut II-17 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id sebagai LCD Character 16x2. LCD ini mempunyai 16 buah pin konektor, yang secara umum tiap pinnya didefinisikan seperti pada tabel 2.4. Gambar 2.10 Susunan alamat pada LCD Sumber: Delta-Elektronik.com Pin-pin yang terdapat pada LCD 2x16 memiliki fungsi masing-masing, dapat dilihat pada tabel 2.4 susunan dari kaki-kaki LCD. Tabel 2.4 Susunan kaki LCD No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nama Pin VCC GND VEE RS R/W E D4 D5 D6 D7 Anode Katode Deskripsi +5 V 0V Tegangan Kotras LCD Registe Slect, 0 = input instruksi, 1 = input data 1 = Read, 0 = Write Enable Clock Data Bus 4 Data Bus 5 Data Bus 6 Data Bus 7 Teganan Positif backlight Tegangan Negatif backlight Port VCC GND PD7 PD5 PD6 PD4 PD5 PD6 PD7 Sumber: Iswanto.com LCD 2x16 tersusun oleh 2 baris dan 6 kolom alamat yang nantinya akan membentuk karakter. Dapat dilihat pada gambar 2.11 yang memperlihatkan susunan alamat pada LCD 2x16. commit to user II-18 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.11 Susunan alamat pada LCD Sumber: Iswanto.com Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus di set pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sedang mengirimkan sebuah data. Mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi. Jalur RS adalah jalur register select. Ketika RS berlogika low “0”, data dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisi kursor). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Selain menampilkan karakter atau angka sesuai keyboard, LCD juga mampu menampilkan karakter khusus lainnya (Iswanto, 2008). DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada. Contoh, untuk karakter ‘A’ atau 41H yang ditulis pada alamat 00, maka karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40, maka karakter tersebut tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD (www.Delta-Elektronik.com). commit to user II-19 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.12 DDRAM M1632 Sumber: Delta-Elektronik.com, 2010 CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun memori ini akan hilang saat powersupply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang. CGROM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780, sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun ROM bersifat permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun powersupply tidak aktif. Pada saat HD44780 menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780 mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola karakter A. commit to user II-20 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.13 Karakter Sumber: Newtec.com, 2010 2.7 KEYPAD 4x4 Keypad diperlukan untuk berinteraksi dengan sistem pada saat dilakukan penyetingan set-point suatu kontrol umpan balik pada saat program masih berjalan. Sebenarnya tiap program memiliki cara yang berbeda untuk berinteraksi dengan sistem. Bahkan untuk keypad secara hardware tiap pemograman dapat berbeda. Hal ini lebih dikarenakan keperluan yang berbeda. Keypad 4x4 lebih sering digunakan oleh pemogram. Selain hardwarenya mudah, softwarenya juga tidak sulit. Pada dasarnya keypad 4x4 adalah 16 push-button yang di rangkai secara matriks (Iswanto, 2008). commit to user II-21 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.14 Bentuk fisik keypad 4x4 Sumber: Iswanto, 2008 Gambar 2.15 Matriks keypad 4x4 Sumber: Iswanto, 2008 Gambar 2.15 menjelaskan tentang keypad matriks yang terdiri dari 4 kolom dan 4 baris yang disebut juga dengan keypad 4 x 4. penggunaan keypad matriks memungkinkan jumlah input sampai 2 x lipat dari input sesungguhnya. Contoh hanya memiliki alokasi 8 port input mikrokontroler, sehingga menggunakan keypad matriks dapat mengkombinasikan logika input hingga mencapai 16 input hanya dengan menggunakan 8 bit mikrokontroler. Caranya dengan membagi port tersebut menjadi 4 baris dan 4 kolom(4x4) seperti gambar 2.15 penggunaannya, sebagai berikut: 1. Jadikan port kolom sebagai sumber input tegangan. 2. Port baris berguna menscan tombol mana saja yang ditekan, gunakan perintah dari mikrokontroler untuk melakukan scanning ini. Ketika SW13 ditekan maka arus mengalir dari kolom1 ke baris 4 dengan begitu mikrokontroler dapat mengetahui tombol tersebut aktif sedangkan tombol lain mati. Teknik ini memudahkan para praktisi elektronika untuk menentukan tombol mana yang ditekan dan prosedur program mana yang digunakan sebagai konsekuensi penekanan tombol bersangkutan. 2.8 ARUS SEARAH (AC) commit to user II-22 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Ada 2 macam arus listrik yaitu arus searah (dc: direct current) dan arus bolakbalik (ac: alternating current). Arus searah apabila elektro berpindah dalam arah yang tetap tidak berubah-ubah dan diberi tanda, sedangkan apabila pada saat elektron berpindah terjadi perubahan yang bolak-balik saat tertentu ke atas atau ke kiri, kemudian ke bawah atau ke kanan kembali ke atas atau ke kiri lagi dan seterusnya dinamakan arus bolak-balik. 2.8.1Arus Listrik Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus-menerus pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Arus listrik ini diberi notasi I dalam satuan ampere (A), diambil dari nama Andre Marie Ampere (1775 – 1836) menyatakan bahwa : “Satuan ampere adalah jumlah muatan listrik dari 6,24 x 1018 elektron yang mengalir melalui suatu titik tertentu selama satu detik”. 1 A arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 628x10 atau sama dengan 1 Coulumb per detik 16 meliwati suatu penampang konduktor. ……………………. …………………………persamaan 2.1 dengan; i = Arus listrik (A) q = Muatan listrik (C) t = Lamanya waktu (detik) Muatan listrik dengan notasi Q dalam satuan Coulomb, yang diambil dari nama Charless Aaugusti de Coulomb (1736 – 1806) menyatakan bahwa : Satu Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang melalui suatu titik sebesar satu ampere selama satu detik (www.bops.pln-jawa-bali.co.id). 2.8.2Rangkaian Arus Searah Pada suatu rangkaian akan mengalir arus gambar, apabila dipenuhi syaratsyarat yaitu adanya sumber tegangan, adanya alat penghubung dan beban. Tiga syarat tersebut dapat dilihat pada gambar 2.16. commit to user II-23 adanya perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.16 Rangkaian arus Sumber: PLN.co.id, 2008 Pada kondisi saklar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban. Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup. 2.8.31Resistansi Dan Konduktansi Gaya gerak listrik (ggl) pada suatu rangkaian tertutup akan menekan elektronelektro bebas dari atomnya dan membuatnya bergerak sepanjang penghantar. Jalan elektron di dalam penghantar amat berliku-liku di antara berjuta-juta atom dan saling bertumbukan satu dengan yang lainnya termasuk juga dengan atom. Rintangan yang terdapat di dalam penghantar ini disebut tahanan atau resistansi dari penghantar tersebut. Besar kecilnya tahanan tersebut diukur dengan suatu alat ukur ohm meter dalam satuan ohm, disingkat dengan ? yang diambil dari huruf besar Yunani omega, sebagai penghargaan kepada seorang ahli fisika Jerman bernama George Simon Ohm. Satu ohm adalah tahanan satu kolam air raksa yang panjangnya 1,063 m dengan penampang 1mm2 pada suhu 0O celcius. Penghantar yang mempunyai tahanan yang kecil amat mudah dialiri arus listrik, artinya daya kemampuan menghantarkan arus listriknya besar. Besarnya daya kemampuan untuk menghantarkan arus ini dinamakan daya antar arus atau konduktansi. Jadi penghantar yang mempunyai tahanan kecil berarti mempunyai daya-antar arus kecil. Satuan untuk daya-antar arus adalah siemens atau mho (kebalikan ohm). Tahanan atau resistansi diberi simbol R, sedangkan daya antar atau konduktansi diberi simbol G. Berdasarkan keterangan di atas, maka tahanan itu kebalikan dari daya-antar arus. Jika tahanan suatu kawat besarnya 5 ohm, commit to user maka daya-antar arus listriknya 1/5 siemens. Penghantar listrik seperti tembaga, II-24 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id alumunium, dan perak mempunyai tahanan yang kecil atau mempunyai daya-antar yang besar dan mudah dilalui arus listrik, sedangkan penyekat listrik seperti porselin, karet, dan mika mempunyai tahanan yang besar sekali atau daya-antar yang kecil, sehingga sulit dialiri arus listrik (www.bops.pln-jawa-bali.co.id). 2.8.4 Tegangan Listrik Tegangan listrik dapat dimisalkan dengan tekanan air di dalam menara air. Di atas menara itu air disimpan dalam bak air dan dihubungkan dengan pipa melalui suatu keran pembuka dan penutup. Apabila makin tinggi penempatan bak air makin besar tekanannya, begitu pula bila makin rendah posisi bak air makin rendah pula tekanan air tersebut. Menurut teori elektron, jika sebuah benda bermuatan positif kalau benda tersebut kehilangan elektron dan jika bermuatan negatif kalau benda tersebut kelebihan elektron. Dalam keadaan perbedaan muatan inilah timbul tenaga atau energi potensial yang berada di antara bendabenda tersebut. Tenaga potensial tersebut dapat menunjukkan kemampuan untuk melaksanakan kerja, sehingga bila sepotong kawat penghantar dihubungkan di antara kedua benda yang berbeda muatan tersebut akan menyebabkan terjadinya perpindahan energi di antara benda-benda itu. Peralihan energi ini akan berlangsung terus menerus selama ada perbedaan tegangan. Terjadinya beda tegangan disebabkan karena setiap muatan mempunyai tenaga potensial untuk menggerakan suatu muatan lain dengan cara menarik (untuk muatan yang tidak sama atau tidak sejenis) atau menolak (untuk muatan yang sama atau sejenis). Beda tegangan dapat juga dihasilkan dengan memberikan tekanan listrik dari suatu pembangkit listrik kepada salah satu penghantar. Baterai atau generator dapat bertindak sebagai pompa listrik untuk menghasilkan tegangan di antra dua titik. Satuan untuk mengukur tegangan ini adalah volt (ditulis dengan notasi huruf V), yang diambil dari nama seorang sarjana Italia Alessandro Volta (1775–1827). Beda tegangan di antara dua terminal dapat berubah-ubah, mulai dari seperjuta volt sampai beberapa juta volt. Beda tegangan di antara terminal-terminal pada PLN ada yang 110 volt, 220 volt, 380 volt, 20 kVolt, 150 kvolt, 500 kvolt. Beda tegangan diantara terminal aki adalah 6 volt, 12 volt, 24 volt, sedangkan beda tegangan pada terminal baterai umumnya 1,5user volt (Fitzgerald, 1985). commit to II-25 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.8.5Hukum Ohm Hubungan antara arus listrik, tegangan listrik dan hambatan listrik dalam suatu rangkaian listrik dinyatakan dalam hukum Ohm. Nama Ohm ini diambil dari seorang ahli fisika dan matematika Jermal bernama George Simon Ohm (1787-1854) dengan percobaan tentang listrik, yaitu: 1. Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil. 2. Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin besar. Gambar 2.17 Hubungan arus, tegangan dan hambatan Sumber: ictsleman.com 2.8.6 Relay Relay adalah saklar yang dikendalikan secara elektronik (electronically switch). Arus listrik yang mengalir pada kumparan relay akan menciptakan medan magnet yang kemudian akan menarik lengan relay dan mengubah posisi saklar, yang sebelumnya terbuka menjadi terhubung. Relay memiliki tiga jenis kontak : COMMON = kutub acuan, NC (Normally Close) = kutub yang dalam keadaan awal terhubung pada COMMON, dan NO (Normally Open) = kutub yang pada awalnya terbuka dan akan terhubung dengan COMMON saat kumparan relay diberi arus listrik (KF ibrahim, 1986). commit to user II-26 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.18 Relay Sumber: andreasviklund, 2010 Gambar 2.19 Jenis-jenis kontak Sumber: andreasviklund, 2010 Kontak Normally Open (NO), saat coil dalam kondisi tidak energized kontak dalam posisi terbuka (open, OFF) dan saat coil diberikan arus listrik dan 1 maka kontak dalam posisi menutup ON. Kontak Normally Close (NC), kebalikan dari kontak NO saat coil dalam kondisi tidak energized kontak dalam posisi tertutup (close, ON) dan saat coil diberikan arus listrik dan energized maka kontak dalam posisi membuka OFF. Kontak Single pole double trough, memiliki satu kontak utama dan dua kontak cabang, saat coil tidak energized kontak utama terhubung dengan cabang atas, dan saat coil energized justru kontak utama terhubung dengan kontak cabang bawah. commit to user II-27 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.20 Bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak Sumber: andreasviklund, 2010 Gambar 2.21 Simbol dan bentuk fisik relay Sumber: andreasviklund, 2010 Komponen relay bekerja secara elektromagnetis, ketika coil K terminal A1 dan A2 diberikan arus listrik angker akan menjadi magnet dan menarik lidah kontak yang ditahan oleh pegas, kontak utama 1 terhubung dengan kontak cabang 4. Ketika arus listrik putus (unenergized), elektromagnetiknya hilang dan kontak akan kembali posisi awal Gambar 2.25 bentuk fisik kontak diam dan kontak bergerak karena ditarik oleh tekanan pegas, kontak utama 1 terhubung kembali dengan kontak cabang 2. Relay menggunakan tegangan DC 12 V, 24 V, 48 V, dan AC 220 V. 2.8.7 Kontaktor Motor listrik yang mempunyai daya besar harus dapat dioperasikan dengan momen kontak yang cepat agar tidak menimbulkan loncatan bunga api pada alat penghubungnya. Selain itu, dalam pengoperasian yang dapat dilengkapi dengan beberapa alat otomatis paling mudah dengan menggunakan alat penghubung saklar magnet yang dikenal dengan kontaktor. Kontaktor magnet adalah suatu alat commit to user II-28 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id penghubung listrik yang bekerja atas dasar magnet yang dapat menghubungkan antara sumber arus dengan muatan. Bila inti coil pada kontaktor diberikan arus, maka coil menjadi magnet dan menarik kontak sehingga arus mengalir. Kontaktor magnet atau saklar magnet ialah saklar yang bekerja berdasarkan kemagnetan. Artinya saklar ini bekerja jika ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor harus mampu mengalirkan arus dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal ialah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Sebuah kontaktor dapat memiliki coil yang bekerja pada tengangan DC atau AC. Pada tengangan AC, tegangan minimal adalah 85% tegangan kerja, apabila kurang maka kontaktor akan bergetar. Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Pada kontaktor terdapat beberapa kontak yaitu kontak normal membuka (Normally Open = NO) dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak NO berarti saat kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja kontak itu menutup atau menghubung. Kontak NC berarti saat kontaktor belum bekerja kedudukan kontaknya menutup dan bila kontaktor bekerja kontak itu membuka. Jadi fungsi kerja kontak NO dan NC berlawanan. Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO menutup. commit to user II-29 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.22 Kontaktor Sumber: Budipurwa, 2009 Pada gambar 2.26 kontak 3 dan 4 adalah NC sedangkan kontak 1 dan 2 adalah NO. Apabila tidak ada arus maka kontak akan tetap diam. Tetapi apabila arus dialirkan dengan menutup switch maka kontak 3 dan 4 akan menjai NO sedangkan kontak 1 dan 2 menjadi NC. Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama tendiri dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dan kontak NO dan NC. Konstruksi dari kontak utama berbeda dengan kontak bantu, yang kontak utamanya mempunyai luas permukaan yang luas dan tebal. Kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis. Kotaktor pada umumnya memiliki kontak utama untuk aliran 3 fasa. Dan juga memiliki beberapa kontak bantu untuk berbagai keperluan. Kontak utama digunakan mengalirkan arus utama yaitu arus yang diperlukan untuk beban, misalnya motor listrik, pesawat pemanas. Sedangkan, kontak bantu digunakan mengalirkan arus bantu yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat bantu rangkaian, lampu indicator (Budipurwa, 2009). 2.9 MOTOR INDUKSI (AC) TIGA FASA Prinsip kerja motor induksi tiga fasa berdasarkan induksi elektromagnetis. Jika kumparan stator diberi tegangan sinusoida tiga fasa maka arus akan mengalir yang memiliki beda fasa 120° tiap fasanya pada kumparan tersebut dan menimbulkan medan magnet putar dengan kecepatan putar sinkron. Hubungan antara kecepatan medan magnet putar (rpm) dengan frekuensi tegangan stator dapat dirumuskan. ........................................................................persamaan 2.2 dengan; ns sf = Kecepatan medan magnet putar stator (rpm) commit to user = frekuensi tegangan stator II-30 perpustakaan.uns.ac.id P digilib.uns.ac.id = Jumlah kutub motor induksi Garis gaya fluks stator tersebut berputar memotong penghantar rotor sehingga pada penghantar tersebut timbul GGL atau tegangan induksi. Arus yang mengalir pada penghantar rotor tersebut berada dalam medan putar stator sehingga menghasilkan gaya-gaya yang berpasangan dan berlawanan arah. Gayagaya itu akan menimbulkan torsi yang cenderung memutar rotor sehingga rotor akan berputar dengan kecepatan nr. Perbedaan putaran relatif antara rotor dan stator disebut Slip. Slip yang timbul karena perbedaan kecepatan medan putar stator dengan kecepatan putaran rotor dapat dinyatakan dengan persamaan (Yusivar, 2008). ……………………………………..………… persamaan 2.3 dengan; S = Slip ns = Kecepatan medan putar stator n r = Kecepatan putar rotor Pada saat rotor diam maka frekuensi rotor (fr) sama dengan frekuensi stator (fs). Pada saat rotor berputar maka frekuensi rotor dipengaruhi oleh slip dengan persamaan. Suatu motor induksi tiga fasa dapat diwakili oleh suatu rangkaian ekivalen satu fasa seperti ditunjukkan pada gambar 2.18. Gambar 2.23 Rangkaian ekivalen satu fasa motor induksi Sumber: Yusivar, 2008 commit to user II-31 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Pada sistem tenaga listrik 3 fasa, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkit = P pemakaian, dan tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1-fasa yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1-fasa dengan yang lainnya mempunyai beda fasa sebesar 120° listrik. Secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D). 2.9.1Hubungan Bintang (Y, wye) Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fasa dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a–b–c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadap titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fasa” atau Vf. Gambar 2.24 Hubungan bintang (Y, wye) Sumber: Dunia listrik.com, 2010 Adanya titik netral maka besaran tegangan fasa dihitung terhadap titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fasa yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fasa). Vline = akar 3 Vfasa = 1,73Vfasa Sedangkan arus yang mengalir pada semua fasa mempunyai nilai yang sama, ILine = Ifasa Ia = Ib = Ic commit to user II-32 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.9.2Hubungan Segitiga Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fasa saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fasa. Gambar 2.25 Hubungan segitiga Sumber: Dunia listrik.com, 2010 Tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fasa, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: Vline = Vfasa Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum Kirchoff, sehingga: Iline = akar 3 Ifasa = 1,73Ifasa 2.10 METODE FAST (FRAMEWORK FOR THE APPLICATION OF SYSTEM TECHNIQUE) Penelitian ini menggunakan metode analisis kualitatif deskriptif. Dalam menganalisis data dan mendesain sistem informasi, digunakan metodologi FAST (Framework for the Application of System Thinking) yang merupakan kerangka yang fleksibel untuk menyediakan tipe-tipe berbeda proyek dan strategi (Whitten, dkk. 2003). Metode ini merupakan suatu proses standar atau metodologi yang digunakan untuk mengembangkan dan memelihara seluruh bagian sistem commit to user informasi. Metodologi FAST mendukung bagian pengembangan sistem dan II-33 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id operasi serta langkah-langkah pendukungnya. Metodologi FAST merupakan metodologi yang fleksibel dan dapat disesuaikan dengan proyek dan keperluan analis, hasil akhir dari metodologi pengembangan adalah untuk menyelesaikan masalah, peluang dan petunjuk untuk memulai sebuah proyek desain sistem. Tahap-tahap tersebut adalah pemeriksaan pendahuluan, analisa masalah, analisa keperluan, analisa keputusan, desain, pembangunan dan penerapan, pengoperasian dan sistem pendukung. Tahap yang digunakan metode FAST. 2.10.1 Preliminary Investigation Phase Tahap Preliminary Investigation Phase merupakan tahap awal dari pengembangan sistem. Tahap ini berisikan investigasi awal ketika ingin merancang sebuah sistem, seperti wawancara, tinjauan langsung dan mempelajari dokumen perusahaan. Tujuan dari tahap ini adalah menjawab pertanyaan mengenai apakah proyek ini cukup berharga untuk diperhatikan. Untuk menjawab pertanyaan ini perlu didefinisikan terlebih dahulu masalah, kesempata, dan resikoresiko dalam melanjutkan proyek. Kerangka kerja PIECES dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan ini namun hasilnya bukanlah penyelesaian permasalahan melainkan kategori masalah (dengan asumsi bahwa proyek ini berharga untuk diperhatikan) menetapkan rincian proyek yang akan menetapkan lingkup, keperluan dan hambatan proyek, anggota proyek, biaya, dan jadwal. Lingkup masalah yang ditetapkan dari tahap ini menyatakan seberapa besar proyek ini akan dilaksanakan. Dengan adanya lingkup seperti ini maka analis dapat menentukan tim proyek, estimasi biaya, dan menyiapkan jadwal untuk tahap selanjutnya. Kemudian ditentukan oleh sistem apakah menyetujui lingkup seperti ini dengan biaya dan jadwal yang telah dirancang atau lingkup yang ada perlu diperkecil lagi. Output dari tahap ini adalah project charter. 2.10.2 Problem Analysis Phase Problem Analysis ialah menganalisa masalah yang terdapat di lapangan. Tahap ini merupakan pengembangan dari tahap pertama. Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap sistem yang telah ada saat itu. Tahap ini memberikan pemahaman yang lebih dalam bagi timtoproyek commit user mengenai permasalahan yang II-34 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id dihadapi. Analisis ini dilakukan untuk menjawab pertanyaan apakah keuntungan yang diperoleh setelah pemecahan masalah lebih besar daripada biaya yang dikeluarkan. Input utama dari tahap ini adalah project charter dari tahap sebelumnya. Informasi yang digunakan dalam memperlajari permasalahan yang dihadapi adalah fakta yang terdapat dalam sistem, masalah, akibat, penyebab dari permasalahan, dan spesialis IT yang merancang sistem yang telah ada. Output yang dihasilkan adalah system improvement objectives yang menyatakan kriteria bisnis yang akan digunakan untuk mengevaluasi sistem. Kadang dilakukan representasi pada tahap ini, pada akhir tahap, pemillik sistem kembali akan memutuskan salah satu dari 3 alternatif, sebagai berikut: 1. Membatalkan proyek jika masalah tidak cukup berharga untuk dipecahkan. 2. Menyetujui kelanjutan proyek. 3. Memperkecil atau memperbesar lingkup dan menyetujui kelanjutan tahap berikutnya. 2.10.3 Requirement Analysis Phase Requirement Analysis ialah melakukan analisa terhadap keperluan perusahaan. Pada tahap ini dilakukan bila manajemen menyetujui untuk melanjutkan proyek. Pekerjaan pada tahap ini adalah mendefinisikan apa saja yang perlu dilakukan oleh sistem, apa yang diperlukan dan diinginkan oleh pengguna dari sistem baru. Tahap ini memerlukan perhatian yang besar karena jika terjadi kesalahan dalam menerjemahkan keperluan dan keinginan pengguna sistem maka dapat mengakibatkan adanya rasa tidak puas pada sistem final dan perlu diadakan modifikasi yang tentunya akan kembali mengeluarkan biaya. Input dari tahap ini adalah system improvement objectives yang dihasilkan pada tahap sebelumnya. Pada tahap ini, tim mengumpulkan dan mendiskusikan keperluan dan prioritas berdasarkan informasi yang diperoleh dari kuesioner, wawancara, dan rapat-rapat. Tantangannya adalah untuk memvalidasi semua keperluan informasi. Output yang dihasilkan dari tahap ini adalah business requirement statement. Tahap ini pun merupakan tahap yang penting karena dapat menimbulkan ketidakpuasan daricommit pengguna sistem yang merasa keperluannya to user II-35 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id tidak terpenuhi. Tim proyek harus dapat membedakan antara apa yang diperlukan oleh pengguna dan bagaiman sebaiknya sistem yang baru bekerja. 2.10.4 Decision Analysis Phase Decision Analysis ialah melakukan analisa terhadap keputusan yang akan diambil berdasarkan penyelesaian yang ditawarkan. Dalam analisis keputusan, umumnya terdapat berbagai alternatif untuk mendesain sistem informasi yang baru. Beberapa pertanyaan yang dapat membantu dalam proses analisis keputusan, sebagai berikut: 1. Berapa banyak sistem akan dikomputerisasi. 2. Apakah kita sebaiknya membeli software atau mengembangkannya sendiri. 3. Apakah kita sebaiknya mendesain sistem untuk jaringan internal atau berbasis web. 4. Teknologi informasi apa yang dapat digunakan dalam apilkasi ini. Tujuan dari tahap ini adalah untuk mengidentifikasi kandidat-kandidat penyelesaian, menganalisis fisibilitas kandidat tersebut, dan merekomendasikan kandidat yang dipilih. Tim proyek biasa akan mencari penyelesaian yang paling fisibel, yaitu penyelesaian yang menghasilkan kombinasi terbaik dari kriteria. Output dari tahap ini adalah proposal sistem yang telah disetujui. Beberapa alternatif keputusan yang dihasilkan dalam tahap ini, yaitu: 1. Menyetujui dan mendanai proposal sistem untuk didesain dan dikonstruksikan. 2. Menyetujui dan mendanai salah satu dari alternatif penyelesaian. 3. Menolak semua kandidat penyelesaian dan membatalkan proyek atau mengirimkannya kembali untuk rekomendasi yang baru. 4. Menyetujui versi lingkup yang diperkecil dari penyelesaian yang diajukan. 2.10.5 Desain Phase Setelah diperoleh proposal sistem yang disetujui, maka dapat mulai dilakukan proses desain dari sistem target. Tujuan dari tahap ini adalah mentransformasikan business requirement statement menjadi spesifikasi desain commit to user II-36 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id proses construksi. Dengan kata lain, tahap desain menyatakan bagaimana teknologi akan digunakan dalam sistem yang baru. Tahap ini memerlukan ide dan opini dari pengguna, vendor, dan spesialis IT. Pada akhir tahap ini masih terdapat beberapa alternatif keputusan mengenai proyek walaupun pembatalan proyek jarang dilakukan pada tahap ini (kecuali benar-benar over budget atau sangat terlambat dari jadwal). Perubahan lingkup menjadi lebih kecil masih dapat terjadi. Selain itu, mungkin juga terjadi perubahaan ulang jadwal untuk menghasilkan penyelesaian yang lebih lengkap. 2.10.6 Construction Phase Construction Phase ialah tahapan melaksanakan pengujian pada komponen sistem secara individu dan sistem secara keseluruhan. Tujuan dari tahap ini, adalah: 1. Membangun dan menguji sistem yang memenuhi business requirement dan spesifikasi desain. 2. Mengimplementasikan penghubung antara sitem baru dan sistem lama, termasuk instalasi dari software yang dibeli atau disewa. Pada tahap ini dilakukan konstruksi basis data, program aplikasi, dan penghubung antara sistem dan pengguna. Beberapa dari komponen ini telah ada sebelumnya. Setelah dilakukan pengujian, maka sistem dapat mulai diimplementasikan. 2.10.7 Implementation Phase Implementation ialah menerapkan hasil rancangan yang disusun sedemikian rupa ke dalam sistem perusahaan untuk mendapatkan kondisi yang sesuai dengan keperluan perusahaan. Input dari tahap ini adalah sistem fungsional dari tahap konstruksi. Analis harus mampu menyediakan transisi yang sederhana dari sistem lama ke sistem baru dan membantu pengguna menghadapi masalah utama saat mulai menggunakan sistem baru. Selain itu, analis harus melatih pengguna, menuliskan cara penggunaan manual, menginput file dan basis data, dan melakukan tes akhir. Pengguna sistem akan memberikan feedback bagi tim commit to user II-37 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id proyek sebagai masalah baru dan isu baru. Output adalah sistem operasional yang memasuki tahap operasi dan pendukung dalam siklus hidup perusahaan. 2.10.8 Operation and Support Stage Phase Sistem pendukung teknis berkelanjutan bagi para pengguna, seperti keperluan maintenance untuk memperbaiki kesalahan, penghilangan, dan keperluan-keperluan baru. Aktivitas dalam sistem pendukung, adalah: 1. Assisting users, tidak peduli seberapa baiknya pelatihan yang diberikan pada pengguna, pasti tetap ada keperluan asistensi bagi para pengguna terutama saat muncul masalah baru, muncul tambahan pengguna. 2. Fixing software, defects, memperbaiki kesalahan-kesalahan yang muncul saat operasional maupun pengujian. 3. Recovering system, kegagalan sistem dapat menyebabkan terjadinya kehilangan atau ‘crash’ data yang memerlukan perbaikan pada sistemnya seperti pemasukan ulang file basis data dan merestart ulang sistem. 4. Adapting the system to new requirements, keperluan yang selalu berkembang menimbulkan keperluan akan perbaikan berkelanjutan dalam sistem informasi agar sistem yang ada dapat terus mengikuti perubahan yang terjadi. Untuk melaksanakan aktivitas ini diperlukan feedback dari pengguna dan permasalah yang mengindikasikan waktu yang tepat untuk melaksanakan perbaikan dan pengembangan lebih lanjut. 2.11 PENELITIAN SEBELUMNYA Beberapa perancangan yang menggunakan mikrokontroler telah di lakukan oleh peneliti terdahulu. Hasil perancangan Andi Setiawan (2008), Universitas Diponogoro tentang rancang bangun otomatisasi pengukuran kecepatan kendaraan bermotor mengunakan Borland Delphi dan mikrokontroler ATMega 8535. Perancangan memanfaatkan mikrokontroler ATMega8535 sebagai pengendali Interfacing antara modul pengukur kecepatan kendaraan bermotor dengan computer menggunakan port serial (COM 1). commit to user II-38 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Wirawan Aditya (2007), Universitas Islam Indonesia tentang pengendali motor stepper via usb interface berbasis mikrokontroler ATMega 8535. Perancangan ini menggunakan mikrokontroler sebagai interface computer melalui antarmuka USB dengan motor stepper menggunakan komunikasi RS232 sebagai sarana teknologi dan RS485 dirancang agar peralatan-peralatan komunikasi dapat berkomunikasi pada serial dalam satu jaringan multidrop atau kemampuan untuk menghubungkan banyak peralatan dalam satu jaringan dengan sistem komunikasi searah half duplex (komunikasi 2 arah secara bergantian). Komunikasi RS232 atau serial merupakan komunikasi yang digunakan pada peralatan elektronika berbasis mikrokontroler dengan PC. Andry Setyo A dan Bambang Sutopo (2007), Universitas Gadjah Mada tentang kendali kecepatan motor dc berdasarkan perubahan jarak mengunakan pengendali logika fuzzi berbasis mikrokontroler at89c51. Dalam perancangan ini Sistem mikrokontroler bekerja dengan ragam operasi keping tunggal sehingga tidak diperlukan memori eksternal. Siklus mesin mikrokontroler diatur menggunakan kristal 12 MHz sehingga kecepatan siklus mesin menjadi 12 MHz/12 = 1 MHz, yang artinya periode detak waktunya 1 mikrodetik. Mikrokontroler bertugas mengatur operasi perangkat keras lain, meliputi pengukur jarak dan penguat motor. P1.5 terhubung ke kaki reset bagian pengirim untuk mengatur pemancaran sinyal. Kaki INT0 terhubung ke keluaran sistem penerima sehingga informasi diterimanya sinyal pantul diperoleh. P3.6 terhubung ke pin enable penguat L293D untuk mengatur aktivasi penguat. P2.6 dan P2.7 terhubung ke masukan 1 dan 2 penguat sebagai masukan H-brigde yang menggerakkan motor. Yunia Dwie Nurcahyanie (2009), Institut Teknologi Surabaya tentang pengembangan perancangan produk meja computer modular untuk mendukung green life-cycle engineering. Dalam perancangan ini metode FAST digunakan untuk Analisis Struktur Modular berdasarkan Fungsi Menggunakan Metode FAST dan Penelusuran fungsi Meja Komputer Modular menggunakan metode FAST. Etty Mardiyanti (2009), Universitas Diponogoro tentang sistem informasi obat untuk mendukung monitoring distribusi obat pada pasien rawat inap. Pengembangan sistem berdasarkan langkah-langkah FAST (Framework for the commit to user II-39 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id application of systems techniques ). Desain penelitian ini adalah one group pre test post test. Subjek penelitian adalah direktur, kepala instalasi farmasi, kepala bidang penunjang, dan petugas instalasi farmasi. commit to user II-40 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB III METODOLOGI PENELITIAN Metodologi penelitian ini merupakan proses yang terkait satu sama lain secara sistematis yang menunjukkan bahwa hasil dari tiap tahapan dapat menjadi masukan pada tahap berikutnya. Latar Belakang Perumusan Masalah Penentuan Tujuan dan Manfaat Studi Pustaka Studi Lapangan Preliminary Investigation (Investigasi awal untuk merancang sebuah sistem ) Problem analysis (Menganalisa masalah yang terdapat di lapangan) Requirement Analysis (Menganalisa kebutuhan perusahaan) D ecision Analysis (Menganalisa keputusan yang akan diambil berdasarkan solusi) A commit to user Gambar 3.1 Metodologi penelitian III-1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id A D esign (Mentransformasikan requrement menjadi spesifikasi perancangan) Perancangan Program 1.Algoritma LCD 2.Algoritma keluaran kendali motor sentrallock 3.Algoritma keluaran kendali relay 220V 5A Perancangan Hardware : 1. rangkaian sistem kendali mikrokontroler 2. rangkaian sistem kendali motor vibrator Contruction (Proses pengujian pada setiap komponen dan secara keseluruhan) Verifikasi Hardware DownloadingProgram Validasi Implementation, Operation and support stage (Proses penerapan sistem, pengoperasian sistem dan sistem pendukung SOP) Analisis dan interpretasi hasil Kesimpulan dan saran Gambar 3.1 Metodologi Penelitian (lanjutan) Penelitian yang dikembangkan dalam tugas akhir ini dilakukan berdasarkan tahapan yang diterapkan menggunakan metode FAST (Framework for the Application of System Techniques) commit toseperti user yang ditunjukkan pada gambar 3.1. Proses perancangan merupakan salah satu bentuk khusus dari beberapa III-2 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id alternatif pemecahan masalah yang ada. Di bawah ini dijelaskan mengenai hal yang dilakukan dalam tahap pendefinisian awal hingga tahapan akhir dari desain. 3.1 IDENTIFIKASI MASALAH Pada tahap ini masalah penelitian merupakan suatu pertanyaan yang belum dapat dijawab. Oleh karna itu dilakukan studi pendahuluan tentang latar belakang perlunya sistem kendali pada lantai getar. Penjelasan latar belakang telah diuraikan pada bab 1. Berdasarkan latar belakang di atas maka perumusan masalahnya adalah bagaimana merancang sistem kendali pada lantai getar, agar diperoleh spesifikasi ukuran dimensi alat yang dapat dioperasikan dilingkungan Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3.1.1Studi Pustaka Sebelum perancangan dimulai, diperlukan hal apa saja yang dapat mendukung perancangan sistem kendali. Mengidentifikasi hal-hal tersebut dilakukan studi pustaka dan studi lapangan. Pada tahap ini studi pustaka dilakukan untuk memperoleh informasi pendukung yang diperlukan dalam penyusunan laporan penelitian, yakni mempelajari literatur, buku, internet, jurnal, dan penelitian yang berkaitan. Teori yang harus dikuasai dalam studi pustaka ini yaitu teknik dasar kelistrikan, karakteristik mikrokontroler, elektronika digital dan pembuatan program basic compiller (BASCOM). 3.1.2Studi Lapangan Studi lapangan dilakukan untuk memperoleh informasi yang diperlukan untuk perancangan sistem kendali lantai getar. Informasi ini berupa data kualitatif dan data kuantitatif yang digunakan pada pengolahan data selanjutnya. Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data yang digunakan perancangan sistem kendali otomatis pada lantai getar. Data yang dikumpulkan yang didapatkan langsung dari studi lapangan pada penelitian ini adalah identifikasi keperluan sistem kendali, keperluan perancangan sistem kendali lantai getar, dan rancangan sistem kendali commit to user lantai getar. Data mengenai studi lapangan yang didapatkan, sebagai berikut: III-3 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 1. Identifikasi keperluan sistem kendali otomatis. Identifikasi alat dilakukan dengan melakukan pengamatan alat lantai getar yang sudah ada. Pengamatan dilakukan melalui proses wawancara dengan ketua Jurusan Teknik Industri, asisten Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi dan pengamatan langsung di Laboratorium Ergonomi Universitas Islam Indonesia. 2. Keperluan perancangan sistem kendali lantai getar. Analisa keperluan perancangan sistem kendali lantai getar dilakukan setelah melakukan pengamatan lantai getar yang sudah ada dan dari hasil wawancara. Dari analisis tersebut, selanjutnya diidentifikasi kerperluan yang digunakan sebagai acuan dalam perancangan sistem kendali otomatis. Menggunakan acuan ini, diharapkan sistem kendali yang dirancang memenuhi keperluan kekurangan atau kelemahan dari sistem kendali lantai getar yang ada sekarang ini. 3. Rancangan sistem kendali lantai getar. Tahapan perancangan sistem kendali otomatis menyesuaikan dengan rancangan mekanisme lantai getar yang telah ditentukan. Perancangan sistem kendali meliputi dimensi alat dan spesifikasi alat. 3.2 FRAMEWORK FOR THE APPLICATION SYSTEMS TECHNIQUES (FAST) Tahapan Framework for the Application System Techniques (FAST) masing-masing memerlukan input, baik yang berupa data observasi maupun hasil pengolahan data tahapan sebelumnya. Semua input dan output yang dihasilkan menimbulkan hubungan atau keterkaitan yang berujung pada hasil rancangan sistem kendali. 3.2.1 Preliminary Investigation Tahap pertama yang dilakukan adalah preliminary invertigation, dimana pada tahap ini merupakan tahap awal dari pengembangan sistem yang di buat. Pada tahap ini investigasi awal yang dilakukan commit to user dengan proses wawancara dan tinjauan langsung. Proses wawancara dilakukan dengan mewawancarai ketua III-4 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret dan perancang lantai getar. tinjauan langsung pada lantai getar yang terdapat pada Universitas Islam Indonesia. Tahap ini bertujuan untuk mengetahui masalah, peluang dan tujuan pengguna, mengetahui ruang lingkup yang dikerjakan, mengetahui kelayakan perencanaan proyek. Pada dasarnya tahap ini adalah tahap awal yang dilakukan pada laporan penelitian ini yang meliputi latar belakang, perumusan masalah, penentuan tujuan dan manfaat, studi pusataka, studi lapangan dan identifikasi masalah. 3.2.2 Problem Analysis Pada tahap ini dijelaskan analisa masalah yang ada dilapangan. Tahap ini merupakan pengembangan dari tahap pertama yang bertujuan memberikan pemahaman yang lebih dalam bagi perancang mengenai permasalah yang dihadapi. Informasi yang digunakan dalam mempelajari permasalahan yang dihadapi adalah fakta yang terdapat dalam sistem mekanik lantai getar, masalah, akibat, penyebab dari permasalahan. 3.2.3 Requirement Analysis Tahap ini dilakukan bila pengguna menyetujui untuk melanjutkan proyek. Pekerjaan pada tahap ini adalah mendefinisikan hal-hal yang perlu dilakukan oleh sistem, apa yang diperlukan dan diinginkan oleh pengguna pada sistem. Input dari tahap ini adalah sistem improvement objective yang dihasilkan pada tahap sebelumnya yang kemudian perancang mengumpulkan dan mendiskusikan keperluan dan prioritas berdasarkan informasi yang diperoleh dari proses wawancara. Pada tahap ini ditunjukan rekapitulasi hasil wawancara yang telah dilakukan dengan permasalahan yang dibahas pada tahap problem analysis. 3.2.4 Decision Analysis Dicision analysis adalah melakukan analisis terhadap keputusan yang akan diambil berdasarkan penyelesaian yang ditawarkan. Analisis keputusan terdapat berbagai alternatif untuk mendesain sistem kendali. Alternatif yang diajukan mengenai penggunaan mikrokontroler, display dan motor penggetar. commit to user III-5 perpustakaan.uns.ac.id 3.2.5 digilib.uns.ac.id Desain Setelah didapatkan persetujuan dari customer dan pengguna, maka mulai dilakukan proses desain dari sistem kendali. Tujuan dari tahap ini adalah mentransformasikan business requirement statement menjadi spesifikasi desain untuk proses konstruksi. Pada tahap ini diperrlukan ide dan opini dari pengguna dan customer. Desain sistem kendali terdiri dari dua bagian yaitu desain hardware dan desain program. Hardware dalam hal ini merupakan rangkaian sistem kendali yang mengendalikan komponen penggerak dan pengaturan pada lantai getar, sedangkan program berfungsi sebagai logika sistem kendali dalam melakukan kendali. Pada tahap ini dilakukan pengumpulan alat, bahan dan data yang digunakan untuk perancangan modul sistem kendali pengubah kecepatan putaran motor induksi tiga fasa pada lantai getar yang dijelaskan, sebagai berikut: 1. Perancangan hardware. Langkah pertama yang dilakukan dalam perancangan hardware untuk sistem kendali pengubah kecepatan ini adalah menentukan komponen elektro dan elektronika yang digunakan baik yang berupa mikrokontroler hingga komponen lain seperti kontaktor, inverter dan relay, mendesain layout elektronika inti dan pendukung dalam satu papan PCB, dan merangkai semua komponen yang diperlukan di atas papan PCB. Mendesain rangkaian logika pengatur arah putaran motor. 2. Perancangan program. Perancangan program dilakukan dengan mengunakan bahasa BASCOM untuk memprogram mikrokontroller agar menampilkan menu pada LCD yang dapat membantu operator dalam mengatur mekanisme gerakan yang menghasilkan gerakan horisontal, vertikal dan mix (horisontal dan vertikal) yang mana semua input di lakukan dengan keypad 4x4. Program ini yang nantinya mengsingkronisasikan komponen elektronika yang dipergunakan sesuai dengan keperluan dalam mengatur kecepatan motor. commit to user III-6 perpustakaan.uns.ac.id 3.2.6 digilib.uns.ac.id Pembangunan Sistem Kendali (Contruction) Tahap pembangunan adalah tahap melaksanakan pengujian pada setiap komponen sistem secara individu dan sistem secara keseluruhan. Tujuan dari tahap ini adalah membangun dan menguji sistem kendali yang memenuhi permintaan dan spesifikasi dari desain yang dibuat, mengimplementasikan penghubung antara komponen pengendali dan sistem mekanik lantai getar. Penjelasan mengenai hal-hal yang dilakukan dalam tahap ini, sebagai berikut: 1. Verifikasi hardware. Pada tahap ini dilakukan pengecekan pada seluruh komponen elektro dan elektronika yang dirangkai. Hal ini diperlukan mengurangi kesalahan fungsi dalam rangkaian serta penempatan komponen elektronika. 2. Downloading. Pada tahap ini adalah tahap pemindahan program dari bahasa BASCOM ke bahasa Assembler hingga diakusisi perintah dalam mikrokontroler. Dalam bentuk bahasa Assembler program di download kedalam mikrokontroler agar berfungsi sebagai pusat data dan perintah untuk medapat mengubah kecepatan dan gerak motor. 3. Assembling. Pada tahap ini adalah tahap penyatuan dari hardware kendalinya dan komponen yang dikendalikan hal ini meliputi penyatuan keypad, LCD, dan output dari mikrokontroler. 4. Validasi. Untuk validasi berupa troubleshoting hardware dan program secara keseluruhan baik berupa fungsi komponen, perintah dalam mikrokontroler, dan hasil yang sesuai dengan arah putaran dan kecepatan motor yang diinginkan. 3.2.7 commit to user Stage Implementation, Operation and Support III-7 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tahap implementation adalah tahap penerapan hasil dari perancangan sistem kendali yang di buat ke dalam sistem Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi untuk mendapatkan kondisi yang sesuai keperluan laboratorium, input dari tahap ini adalah sistem fungsional dari tahap konstruksi. Perancang mampu membantu menjelaskan tentang cara penggunanaan dan melakukan tes akhir. Tahap operation and support stage adalah tahap dimana perancang membangun sistem pendukung teknis bagi para pengguna, seperti keperluan maintenance dan kesalahan dalam pengoperasian. Aktifitas yang dilakukan daalam sistem pendukung adalah assisting users, fixing software. 3.3 TAHAP ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Pada tahap ini dilakukan analisis dan interpretasi hasil terhadap alat yang dirancang agar dapat ditarik kesimpulan dan penyelesaian masalah dan analisis yang dilakukan adalah hasil dari kecepatan motor, arah gerakannya dan arah putaran motor. 3.4 TAHAP KESIMPULAN DAN SARAN Setelah dilakukan analisis maka ditarik kesimpulan dari hasil perancangan kendali pengubah kecepatan pada system kendali otomatis pada lantai getar berbasis mikrokontroller AVR ATMega32 dengan memperhatikan tujuan yang dicapai dari penelitian dan saran untuk penelitian selanjutnya. commit to user III-8 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini membahas proses pengumpulan data dan proses pengolahan data sesuai dengan rumusan masalah dan tujuan yang dicapai dari penelitian ini. Bagian pertama membahas proses pengumpulan data. Bagian kedua membahas proses pengolahan data. Keduanya dilakukan sebagai dasar dalam memberikan analisis terhadap penyelesaian permasalahan yang dihadapi. 4.1 PENGUMPULAN DATA Tahap pengumpulan data ini dilakukan guna mendapatkan data awal untuk penentuan komponen elektrik yang menjadi dasar dalam merancang sistem kendali kecepatan putaran motor induksi tiga fasa dan pengaturan mekanisme pergerakan lantai getar. Penyelesaian masalah dilakukan dengan mengunakan metode FAST (framework for the application of systems techniques). Sama dengan metode komersil lainnya, metode FAST mengandung fasa pengembangan. Output dari metodologi pengembangan adalah penyelesaian penyelesaian yang dapat membantu menyelesaikan masalah, peluang. Pada tahap-tahap pengumpulan data lebih lengkap dapat dilihat pada subbab selanjutnya. Metode untuk mendapatkan data awal dilakukan dengan investigasi awal (preliminary investigation) dengan cara wawancara dan tinjauan langsung di Laboratorium Ergonomi Universitas Islam Indonesia, menganalisis masalah yang terdapat di lapangan (problem analysis). 4.1.1 Preliminary Investigation Infestigasi awal merupakan pekerjaan yang mengacu pada hasil dalam perencanaan produk yang menghasilkan produk atau alat lengkap dengan analisa produk. Prinsip dasar pengadaan alat adalah semakin diperlukan efisisensi dan akurasi dalam mengoperasikan alat atau mesin sehingga dapat mempermudah kerja operator dan mengurangi dampak kesalahan manusia. Informasi tentang sistem kendali yang sesuai dengan pergerakan commit to user mekanisme lantai getar diperoleh dari wawancara dengan pengguna sistem IV-1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id kendali pengguna yang dimaksud dalam hal ini adalah perancang mekanisme lantai getar. Lantai getar memerlukan kendali pengubah frekuensi putaran motor agar motor dapat menghasilkan getaran yang berbeda, otomasi yang diperlukan adalah pengendalian timer pengoperasian lantai getar dan mekanisme pergerakan lantai getar. Mengacu pada prinsip dasar pengadaan alat diatas, maka diterapkan sistem kendali pada mekanisme lantai getar fokus pada pengatur kecepatan motor penggetar dan mekanisme gerakan. 4.1.2 Problem Analysis Problem analysis dilakukan dengan mengidentifikasi masalah mengenai rancangan sistem kendali lantai getar. Identifikasi dilakukan dengan melihat komponen yang dikendalikan. Komponen yang dikendalikan adalah motor sentrallock dan motor penggetar. Motor sentrallock digunakan untuk mengunci pergerakan mekanisme lantai getar khususnya untuk modus pergerakan horisontal, dari wawancara yang dilakukan dengan pengguna didapatkan masalah bahwa pengguna menginginkan pada saat awal lantai getar beroperasi motor sentrallock mengunci, hal ini berkaitan dengan mekanisme lantai getar yang menggunakan pegas. Kemudian dalam menentukan modus gerakan lantai getar pengguna menginginkan sistem otomatis dalam menentukan hal tersebut. Selain mengendalikan motor sentrallock, pengguna juga menginginkan kendali dapat mengatur kecepatan putar dan arah putaran dari motor penggetar yang dapat difariasikan kanan dan kiri. 4.2 PENGOLAHAN DATA Tahap pengolahan data merupakan kelanjutan dari tahap pengumpulan data. Pada tahap pengumpulan data lebih lengkap dapat dilihat pada sub-bab selanjutnya. Melakukan analisa terhadap keperluan (requirement analysis), melakukan analisa terhadap keputusan yang diambil berdasarkan penyelsaian yang ditawarkan (decision analysis), proses desain dari sistem (design), melaksanakan pengujian pada komponen sistem secara individu dan sistem secara keseluruhan (construction), menerapkan hasil rancangan yang disusun sedemikian commit to user IV-2 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id rupa ke dalam sistem (implementation) dan pendukung teknis berkelanjutan bagi para pengguna. 4.2.1 Requirement Analysis Pekerjaan pada tahap ini adalah mendefinisikan apa saja yang perlu dilakukan oleh sistem, apa yang diperlukan dan diinginkan oleh costumer dari sistem baru. Tahap ini memerlukan perhatian yang besar karena jika terjadi kesalahan dalam menerjemahkan keperluan dan keinginan pengguna sistem maka dapat mengakibatkan adanya rasa tidak puas pada sistem final dan perlu diadakan modifikasi yang tentunya akan kembali mengeluarkan biaya. Pada tahap ini pengumpulan informasi tentang apa saja yang diperlukan oleh sistem kendali dilakukan melalui proses wawancara. Fungsi sistem kendali adalah mengendalikan putaran motor penggerak dan pergerakan mekanisme lantai getar agar dihasilkan getaran yang sesuai. Selain itu penerapan sistem kendali pada lantai getar agar didapatkan efisiensi dan ketepatan agar dampak kesalahan manusia dapat dikurangi. Faktor-faktor yang menyusun dalam ketersediaan perancangan sistem kendali pengubah kecepatan motor. Faktor tersebut adalah pengendali dan rangkaian elektris dapat diuraikan, sebagai berikut: 1. Pengendali. Pengendali pada mikrokontroler perancangan dan inverter ini yang menggunakan memiliki dua fungsi kendali yaitu masing-masing. Mikrokontroler berfungsi sebagai rangkaian pengatur perwaktuan dan mekanisme pergerakan getaran lantai getar horisontal, vertikal dan mix (horisontal dan vertikal). Mikrokontroler berkerja dengan baik jika mendapatkan tegangan 3-6 volt dan arus sekitar 2 ampere. Pengatur kecepatan motor digunakan inverter 3 fasa yang mengubah masukan listrik PLN 1 fasa menjadi 3 fasa dengan tegangan tetap 220volt dan mengatur frekuensi masukan untuk mengubah kecepatan motor induksi 3 fasa. 2. Rangkaian pendukung. Merupakan rangkaian untuk mendukung kerja sistem kendali sehingga bekerja dengan baik. Rangkaian pendukung dapat berkerja dengan baik jika commit toini user IV-3 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id dirangkai sesuai dengan datasheet dari masing-masing komponen elektro dan elektronika. 4.2.2 Decision Analysis Pada tahap ini terdapat beberapa penyelesaian alternatif yang akan dipilih untuk memenuhi keperluan sistem dimana tahap ini bertujuan untuk mengidentifikasi kandidat penyelesaian sesuai kelayakan, merekomendasikan sebagai kandidat sistem yang akan di kembangkan. Alternatif pemilihan penyelesaian yang ada pada perancangan sistem kendali, yaitu: 1. Pemilihan model sistem kendali yang sesuai dengan mekanisme lantai getar. 2. Pemilihan display. Alternatif keperluan dari perangkat display sebagai penampil informasi dan monitoring terdiri dari lampu LED, LCD touchscreen dan LCD 16x2. Pemilihan display untuk mendukung monitoring pengendalian yaitu LCD 16x2, dengan pertimbangan ketersedian komponen, mampu menampilkan informasi secara detail dan harga yang murah. 3. Pemilihan motor penggetar. Alternatif penentuan motor penggetar lantai getar terdiri dari motor DC 12volt, motor AC induksi dan motor vibrator. Pemilihan motor penggetar untuk mendukung kinerja dari lantai getar adalah motor vibrator dengan pertimbangan beban unbalance yang sudah ada sehingga tidak diperlukan lagi perhitungan beban unbalance, dimensi motor dan electrikal motor. 4. Pemilihan chip pengendali. Alternatif penentuan chip pengendali terdirii dari mikrokontroler AT89S51, ATMega8535, ATMega32, ATMega64. Pemilihan chip pengendali sebagai chip yang mengendalikan input dan output adalah ATMega32 dengan pertimbangan kapasitas memori internal yang besar, karaktersitik chip yang mudah dipahami dan tersedia banyak dipasaran. commit to user IV-4 perpustakaan.uns.ac.id 4.2.3 digilib.uns.ac.id Proses Perancangan (Design) Tahap-tahap dalam perancangan sistem kendali otomatis lantai getar untuk mendukung kinerja lantai getar adalah perancangan hardware dan perancangan software. Tahapan tersebut, yaitu: 1. Perancangan Hardware Perancangan hardware meliputi perancangan sistem elektrik pengendali kecepatan motor vibrator dan sistem elektronika pengendali sentrallock, kendali waktu, kendali arah putaran motor vibrator dan kendali input output. LCD 16x2 Motor DC (centrallock) Powe Supply 2 - 6 volt Mikrokontroller ATMega 32 Relay 220 v 5A Keypad 4x4 Motor induksi 3 fase Kontaktor Inverter (1 fasa ke 3 fasa) Sensor limitswicth Listrik PLN 1 fase 220 volt Gambar 4.1 Diagram blog sistem kendali Perancangan sistem kendali dapat dilihat pada gambar 4.1 diagram blog sistem kendali yang menjelaskan fungsi dari setiap sistem. Mikrokontroler berfungsi mengendalikan input dari keypad, sensor limitswitch, output rangkaian relay, motor sentrallock dan LCD. Inverter berfungsi mengendalikan frekuensi guna mengubah kecepatan putar motor penggetar yang berefek pada getaran lantai getar. Jenis komponen yang digunakan dalam perancangan sistem kendali pengubah kecepatan pada sistem kendali otomatis pada lantai getar berbasis to user mikrokontroler ATMega32 dapat commit dilihat pada tabel 4.1. IV-5 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.1 Jenis komponen No Bahan yang diperlukan Ukuran 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Mikrokontroller LCD Keypad IC 7805 Relay Ouptocopler PCB Box plastik Kabel 3 phase Motor Vibrator 3 Phase Inverter Kabel 3 phase Kontaktor + Overload relay MCB Push button Box Motor sentrallock ATMega32 16x2 4x4 12 volt 10 ampere 20x20cm 18x11cm 10m ø 94 mm, panjang 211 mm, tinggi 136 mm 2 hp, 1 to 3 phase ø 10 mm Mitsubshi (SN-10) 6A (40 x 30 x 15) cm - Jumlah Satuan 1 1 1 1 7 4 2 1 10 2 1 10 4 1 4 1 4 pcs pcs pcs pcs pcs pcs pcs pcs m pcs pcs m pcs pcs pcs pcs pcs Komponen pada tabel 4.1 merupakan komponen penyusun dari rangkaian elektro dan elektronika.. Komponen tersebut kemudian melalui proses perangkaian agar didapatkan rangkaian pendukung dari system kendali lantai getar, sebagai berikut: a. Rangkaian Mikrokontroler ATMega 32 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 serta penggunaan RAM yang masih ditampung oleh RAM dalam dan tidak memerlukan komponen tambahan seperti PPI, karena penggunaan port mikrokontroler hanya 4 port yaitu keluaran sinyal penggerak, masukan keypad, keluaran penampil, pin RS dan pin enable dari LCD penampil. Kristal yang digunakan untuk pengoperasikan mikrokontroler adalah 8 MHz. Port yang digunakan pada sistem, yaitu Port C (PC0..PC7) digunakan sebagai masukan keypad, Port D (PD0..PD6) digunakan mengambil masukan dari sensor, dan Port B (PB0..PB7) digunakan commit to usermenampilkan data imformasi pada IV-6 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id lcd, Port A (PA0..PA1) digunakan untuk output guna mengatur relay 1 dan 2. Port pada mikrokontroler dalam rangkaian ini dihubungkan dengan header doublé 8 pin sebagai komponen komunikasi mikrokontroler terhadap hardware input dan output yang digunakan. Gambar 4.2 Rangkaian mikrokontroler ATMega32 Gambar 4.3 PCB commit rangkaian mikrokontroler ATMega32 to user IV-7 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Penggunaan IC 7805 pada rangkaian mikrokontroler bertujuan mengatur supply listrik yang diperlukan mikrokontroler untuk operasi baca dan tulis. Operasi baca dan tulis akan optimum dilakukan jika supply listrik mencapai 5-7volt DC, apabila supply listrik kurang dari 7volt maka opersi baca dan tulis mikrokontroler kurang optimum, begitu sebaliknya apabila supply listrik yang diterima lebih dari 7 volt komponen mikrokontroler akan mengalami kerusakan. b. Display Sebagai penampil data dalam perancangan ini adalah M1632 LCD yang mempunyai konfigurasi 2 baris dan 16 kolom karakter berfungsi sebagai penampil data imformasi yang di tuliskan. Dengan adanya konfigurasi 2 baris dan 16 kolom, tampilan pada LCD dapat menampung 32 karakter. Namun, jumlah karakter yang diketik tidak hanya mencapai 32, pada karakter ke 33, M1632 LCD akan terhapus dan karakter ke 33 akan tampil pada kolom pertama baris pertama kembali. Gambar 4.4 Interface LCD dengan mikrokontroler ATMega32 Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sedang mengirimkan sebuah data. Mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan berikutnya set EN ke logika lowcommit “0” lagi. Jalur RS adalah jalur register select. to user IV-8 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Ketika RS berlogika low “0”, data dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisi kursor). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Selain menampilkan karakter atau angka sesuai keyboard. c. Input Matrik Keypad 4×4 merupakan susunan 16 tombol membentuk keypad sebagai sarana masukkan atau input mikrokontroler, jumlah tombol pada keypad 4x4 ada 16, keypad hanya memerlukan 8 port, seperti terlihat dalam gambar 4.6 bentuk fisik keypad 4x4. Gambar 4.5 Bentuk fisik keypad 4x4 Gambar 4.6 Rangkaian dasar keypad Gambar 4.7 rangkaian dasar keypad menjelaskan tentang keypad matriks yang terdiri dari 4 kolom dan 4 baris. Penggunaan keypad matriks memungkinkan jumlah input sampai 2 x lipat dari input sesungguhnya. Keypad 4x4 hanya commit to user sehingga menggunakan keypad memiliki alokasi 8 port input mikrokontroler, IV-9 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id matriks dapat mengkombinasikan logika input hingga mencapai 16 input hanya dengan menggunakan 8 bit mikrokontroler. Ketika tombol CAN ditekan maka arus mengalir dari kolom1 ke baris 4 dengan begitu mikrokontroler dapat mengetahui tombol tersebut aktif sedangkan tombol lain mati. d. Kendali Motor Centrallock Kendali motor centralock menggunakan kemampuan mikrokontroler sebagai pengganti saklar mengunakan relay 12volt yang mengaktifkan logika aktif high dan aktif low. commit to user IV-10 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.7 Rangkaian kendali motor sentrallock commit to user IV-11 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.8 PCB rangkaian kendali motor sentrallock Rangkaian kendali menggunakan 4 relay 12volt yang terhubung dengan mikrokontroler. Mikrokontroler mengaktifkan relay dengan memberikan logika aktif high 1 untuk mengaktifkan relay agar kontak pada relay memberikan tegangan masukan pada motor sedangkan aktif low 0 mengaktifkan kontak yang memutus tegangan. e. Rangkaian Kendali Motor Vibrator Getaran yang diperoleh pada lantai getar dihasilkan dari perputaran motor vibrator yang di kedua sisi motornya memiliki beban unbalance. Motor vibrator ini bergerak karena adanya tegangan listrik yang diberikan, motor vibrator membutuhkan tegangan listrik 3 fasa sedangkan listrik yang tersedia di Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi 1 fasa. Digunakan inverter yang memiliki fungsi ganda yaitu sebagai converter listrik 1 fasa menjadi 3 fasa dan juga mengubah frekuensi tagangan masukan agar kecapatan motor dapat di ubah-ubah. Inverter VF-NC3 adalah inverter buatan Toshiba yang dapat digunakan pada listrik 1 fasa dengan tegangan 220volt. Inverter ini membutuhkan rangkaian logika kendali agar dapat berfungsi, kendali menggunakan 4 buah kontaktor SN-10 yang memiliki 4 NC dan 4 NO, rangkaian kendali dapat dilihat pada gambar 4.8 rangkaian kendali motor vibrator. 2. Perancangan Logika Program Sistem kendali lantai getar memanfaatkan kehandalan mikrokontroler sebagai chip cerdas yang mampu mengendalikan input dan output. Mikrokontroler dapat berfungsi setelah melewati beberapa tahap yaitu tahap pembuatan hardware dan software. Dalam hal ini pembuatan software mikrokontroler menggunakan salah satu bahasa pemograman mikrokontroler tingkat tinggi yaitu BASCOM (Basic Compiler). Program dibuat melalui beberapa tahap, tahap ini dilakukan untuk menguji apakah program dan hardware dapat berkomunikasi dengan benar. Tahapan commit to user IV-12 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id tersebut dibagi mejadi 3 bagian yaitu melakukan tes komponen display, input dan output, sebagai berikut: a. Program baca LCD Display yang digunakan adalah LCD 16x2 yang mempunyai 16 baris dan 2 kolom yang dapat diisi sebanyak 32 karakter dimana setiap kolom memiliki 16 karakter. Agar LCD dapat dikenali mikrokontroler maka terlebih dahulu dilakukan inisialisasi pada program yang dibuat. Pin kaki yang digunakan pada mikrokontroler adalah port b yang dituliskan pada listing program, sebagai berkut: $regfile = "32def.dat" $crystal = 8000000 Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 = Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0 Config Lcd = 16 * 2 Cursor Off Cls Upperline : Lcd " SIMULASI " Lowerline : Lcd " LANTAI GETAR " Waitms 500 Cls end tampilan yang dihasilkan adalah berupa karakter yang bertuliskan ‘simulasi lantai’ getar yang tampil dengan durasi 500 ms, dapat dilihat pada gambar 4.10 AVR simulasi. commit to user IV-13 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.9 AVR simulasi Pada baris pertama yang dimulai pada kolom 5 sampai dengan kolom 12 berisikan karakter yang bertuliskan “simulasi”. Sedangkan pada baris kedua yang dimulai pada kolom 3 sampai kolom 14 berisikan karakter yang bertuliskan “ lantai getar”, lama tampilan pada lcd di atur selama 500ms yang kemudian LCD kembali dalam keadaan kosong. Setelah program di compile dan tidak terjadi kesalahan pada listing proggramnya, kemudian program di tuliskan kedalam mikrokontroler menggunakan AVRDude GUI, setelah penulisan selesai tampilan pada display LCD dapat dilihat pada gambar 4.11 Display LCD. Gambar 4.10 Display LCD b. Program Baca Keypad Keypad 4x4 memiliki 16 tombol yang mempunyai fungsi masing-masing, keypad ini meiliki 8 pin komunikasi commit dimana to user 4 pin C dan 4 pin IV-14 R yang perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id dihubungkan dengan mikrokontroler menggunakan port c atau port input. agar fungsi dari 16 tombol tersebut dapat digunakan, maka diperlukan konfigurasi keypad yang dituliskan pada listing program, sebagai berikut: $regfile = "8535def.dat" $crystal = 8000000 Declare Sub Baca_tombol Config lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 = Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0 'LCD Config lcd = 16 * 2 Config Kbd = Portc Const Cancel = 10 Const Enter = 11 Const Correct = 12 Const Menu = 13 Const Up = 14 Const Down = 15 Dim Data_tombol As Byte Cursor Off Cls Do Baca_tombol Upperline : Lcd Data_tombol ; " " Loop Sub Baca_tombol Data_tombol = Getkbd() Select Case Data_tombol Case 0 : Data_tombol = 1 Case 1 : Data_tombol = 4 Case 2 : Data_tombol = 7 Case 3 : Data_tombol = Cancel commit to user Case 4 : Data_tombol = 2 IV-15 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Case 5 : Data_tombol = 5 Case 6 : Data_tombol = 8 Case 7 : Data_tombol = 0 Case 8 : Data_tombol = 3 Case 9 : Data_tombol = 6 Case 10 : Data_tombol = 9 Case 11 : Data_tombol = Enter Case 12 : Data_tombol = Correct Case 13 : Data_tombol = Menu Case 14 : Data_tombol = Up Case 15 : Data_tombol = Down End Select End Sub Komunikasi keypad dengan mikrokontroler menggunakan port c yang dituliskan pada program Config Kbd = Portc. Kemudian inisialisasi keypad sesuai dengan rangkaian dasar dari keypad dilakukan pada listing program terakhir case 0 sampai dengan case 15. Dalam program baca keypad ini digunakan LCD yang menampilkan angka 16 sebagai imformasi apabila seluruh tombol keypad telah terkomunikasi dengan mikrokontroler yang menyatakan 16 tombol telah terbaca. c. Program Test Relay Sistem kendali yang dibuat menggunakan relay sebagai kendali dari motor sentrallock dan kendali putaran motor vibrator. Relay yang digunakan adalah relay 12 volt DC 10A karena arus yang diperlukan oleh kendali putaran motor tidak sampai 2A maka relay tersebut dapat digunakan. Ada dua rangkaian relay yang memiliki fungsi tersendiri, rangkaian pertama yang menggunakan tiga relay dan rangkaian kedua menggunakan 4 relay yang difungsikan sebagai kendali sentralock dan rangkaian kendali motor penggetar. Port pada mikrokontroler yang digunakan adalah port a yang dituliskan pada program ‘Config Porta = Output’ sebagai output dari mikrokontroler. Dalam penulisan program dilakukan inisialisasi relay 1 dan relay 2 dengan menuliskan. commit to user IV-16 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id $regfile = "8535def.dat" $crystal = 8000000 Declare Sub Baca_tombol Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 = Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0 'LCD Config Lcd = 16 * 2 Config Kbd = Portc Config Porta = Output Relay1 Alias Porta.0 Relay2 Alias Porta.1 Control Alias Porta.2 Ctrl_m1a Alias Porta.3 Ctrl_m1b Alias Porta.4 Port 0 sampai port 4 digunakan sebagai port output guna mengaktifkan rangkaian relay 1 dan relay 2 yang output mengaktifkan menu motor 1a dan menu motor 1b. Kemudahan dalam memilih relay yang diaktifkan, ditambahkan juga karakter tulisan yang memudahkan operator dalam menentukan relay mana yang di coba. Kemudahan tersebut dituliskan dalam program, sebagai berikut: Menu_relay1: Do Upperline : Lcd " test " Lowerline : Lcd "< relay1 >" Baca_tombol If Data_tombol = Enter Then Relay1 = Not Relay1 Waitms 200 End If (Relay1 Alias Porta.0) commit to user IV-17 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id If Data_tombol = Up Then Goto Menu_motor1b If Data_tombol = Down Then Goto Menu_relay2 Loop Menu_relay2: Do Upperline : Lcd " test " Lowerline : Lcd "< relay2 >" Baca_tombol If Data_tombol = Enter Then Relay2 = Not Relay2 (Relay2 Alias Porta.1) Waitms 200 End If If Data_tombol = Up Then Goto Menu_relay1 If Data_tombol = Down Then Goto Menu_control Loop Menu_control: Do Upperline : Lcd " test " Lowerline : Lcd "< control >" Baca_tombol If Data_tombol = Enter Then Control = Not Control (Control Alias Porta.2) Waitms 200 End If If Data_tombol = Up Then Goto Menu_relay2 If Data_tombol = Down Then Goto Menu_motor1a Loop commit to user IV-18 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Menu_motor1a: Do Upperline : Lcd " test " Lowerline : Lcd "< motor1a >" Baca_tombol If Data_tombol = Enter Then Ctrl_m1a = Not Ctrl_m1a (Ctrl_m1a Alias Porta.3) Waitms 200 End If If Data_tombol = Up Then Goto Menu_control If Data_tombol = Down Then Goto Menu_motor1b Loop Menu_motor1b: Do Upperline : Lcd " test " Lowerline : Lcd "< motor1b >" Baca_tombol If Data_tombol = Enter Then Ctrl_m1b = Not Ctrl_m1b (Ctrl_m1b Alias Porta.4) Waitms 200 End If If Data_tombol = Up Then Goto Menu_motor1a If Data_tombol = Down Then Goto Menu_relay1 Loop Pada menu relay 1 dan menu relay 2 dituliskan logika mengaktifkan relay yang mengendalikan motor penggetar, logika ini menggunakan fungsi dari tombol enter pada keypad yang memberikan perintah pada port a sebagi output untuk mengaktifkan relay selama 200ms yang dituliskan, sebagai berikut: commit to user If Data_tombol = Enter Then IV-19 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Relay1 = Not Relay1 Waitms 200 End If Untuk menu relay 2, menu kontrol, motor 1a dan motor 1b logika yang digunakan sama. Setelah program di compile dan tidak ditemukan kesalahan, kemudian program dituliskan kedalam mikrokontroler. Setelah dilakukan penulisan kemudian sistem dijalankan dan dilihat hasilnya dan didapatkan hasil yang sesuai dengan yang diinginkan. d. Program tama Program utama merupakan program gabungan dari semua hasil tes program yang dilakukan. Program utama diawali dengan penambahan inisialisasi port input yang digunakan sebagai inputan dari sensor limitswitch yang terpasang pada mekanisme lantai getar, sensor ini berfungsi memberikan informasi modus gerakan yaitu vertikal, horisontal dan mix (V+H). Algoritma dari program utama dapat dilihat pada gambar 4.2 flowchart program mikrokontroler. commit to user IV-20 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MULAI Inisialisasi hardware Menampilkan Tulisan Pembuka Atur frekuensi tidak Tekan tombol “enter” Ya Atur modus gerak tidak Ada Inputan limitswitch ?? Ya Menampilkan modus yang dipilih vertikal horisontal MIX (Vertikal + Horisontal) A Gambar 4.11 Flowchart program mikrokontroler commit to user IV-21 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id A Atur arah putaran motor tidak Tombol 1 (kanan) Tobol 2 (kiri) Ada tombol yang ditekan?? Ya Atur waktu tidak Tekan enter ya Menampilkan informasi tidak Modus peregrakan Arah putaran waktu Tekan enter Ya SELESAI Gambar 4.11 Lanjutan Flowchart program mikrokontroler commit to user IV-22 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Program dimulai dengan melakukan inisialisasi deklarasi register mikrokontroler, konfigurasi input output dan deklarasi variabel yang digunakan dalam memprogram mikrokontroler. Proses penulisan inisialisasi, sebagai berikut: $regfile = "32def.dat"……………..(inisialisasi mikrokontroler yang digunakan) $crystal = 8000000…………………..(inisialisai cristal) Declare Sub Baca_tombol Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 = Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0 'LCD Config Lcd = 16 * 2…………………………………………………………(inisialisasi port LCD) Config Kbd = Portc…………………………………………………………….(alamat port keypad) Config Porta = Output Config Portd = Input…………………………………………(alamat port input dan output) Relay1 Alias Porta.0 Relay2 Alias Porta.1……………………………………(alamat port output relay 1 dan2) Control Alias Porta.2 Ctrl_m1a Alias Porta.3 Ctrl_m1b Alias Porta.4………………………………………..…….(alamat port kontrol) Sw_h Alias Pind.5 Sw_v Alias Pind.6 Sw_m Alias Pind.7………………………………………………(pin input sensor limitswitch) Const Cancel = 10 Const Enter = 11 Const Correct = 12 Const Menu = 13 Const Up = 14 Const Down = 15 Const Vert = 1 Const Hor = 2 commit to user IV-23 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Const Mix = 3……………………………………………...(konfigurasi tombol pada keypad) Const Kanan = 1 Const Kiri = 2 Ctrl_m1a = 1 Ctrl_m1b = 1 Porta.5 = 1 Porta.6 = 1 Portd = 255 Dim Data_tombol As Byte , X As Byte , Y As Word , Modus As Byte , Arah_motor As Byte Dim Menit As Byte , Detik As Byte Dim Menit_puluhan As Byte , Menit_satuan As Byte Dim Detik_puluhan As Byte , Detik_satuan As Byte……………(deklarasi variable) Setelah inisialisasi dilakukan program dilanjutkan dengan menampilkan tulisan pembuka yang menampilkan informasi tempat penggunaan lantai getar. Berikutnya dilakukan proses pengaturan frekuensi dengan mengatur frekuensi pada inverter, setelah proses pengaturan frekuensi kemudian proses dilanjutkan dengan mengatur gerak dari lantai getar, proses ini membutuhkan interface dengan sensor limitswicth yang berada pada mekanisme lantai getar. Sensor memberikan input dengan logika low (0). Pnulisan program, sebagai berikut: Pengaturan_modus: Upperline : Lcd "2.Atur Modus " Lowerline : Lcd " Gerak Mekanik " Do Baca_tombol If Data_tombol = Cancel Then Goto Menu_utama If Sw_v = 0 Then……………………………………………………………….…(pin input vertikal) Cls Upperline : Lcd "Vertikal" commit to user IV-24 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Modus = Vert Exit Do End If If Sw_h = 0 Then………………………………………………………….…(pin input horisontal) Cls Upperline : Lcd "Horisontal" Modus = Hor Exit Do End If If Sw_m = 0 Then………………………………………………………….…(pin input mix (V+H) Cls Upperline : Lcd "Mix (V+H)" Modus = Mix Exit Do End If Loop Modus gerak lantai getar telah ditentukan, proses selajutnya dengan memilih arah putaran motor penggetar yaitu kanan atau kiri. Penulisan program, sebagai berikut: Atur_arah_motor: Lowerline : Lcd "(1)Kanan (2)Kiri" Do Baca_tombol If Data_tombol = 1 Then Arah_motor = Kanan Lowerline : Lcd "(1)Kanan " Wait 1 Exit Do End If If Data_tombol = 2 Then Arah_motor = Kiri commit to user IV-25 perpustakaan.uns.ac.id Lowerline : Lcd " digilib.uns.ac.id (2)Kiri" Wait 1 Exit Do End If Sistem kendali yang dirancang memanfaatkan fasilitas timer yang ada pada mikrokontroler. Timer digunakan untuk mengatur lama waktu proses lantai getar beroperasi yang waktunya di tentukan oleh operator. Progam timer dituliskan, sebagai berikut: Atur_waktu: Upperline : Lcd "3.Atur Waktu" X=6 Locate 2 , X : Lcd "00:00" Cursor Blink Do Locate 2 , X Baca_tombol If Data_tombol = Cancel Then Goto Atur_arah_motor If Data_tombol = Down Then Naikkan_x1: Incr X If X = 8 Then X = 9 If X = 11 Then X = 6 End If If Data_tombol = Up Then Decr X If X = 5 Then X = 10 If X = 8 Then X = 7 End If If Data_tombol >= 0 And Data_tombol <= 9 Then Select Case X Case 6 : Lcd Data_tombol commit to user Menit_puluhan = Data_tombol IV-26 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Case 7 : Lcd Data_tombol Menit_satuan = Data_tombol Case 9 : If Data_tombol >= 0 And Data_tombol <= 5 Then Lcd Data_tombol Detik_puluhan = Data_tombol End If Case 10 : Lcd Data_tombol Detik_satuan = Data_tombol End Pada baris pertama program atur waktu dituliskan logika tampilan pada LCD yang dituliskan sebagai berikut: Upperline : Lcd "3.Atur Waktu" X=6 Locate 2 , X : Lcd "00:00" Baris pertama LCD dituliskan 3.atur waktu dan pada baris ke 2 LCD dituliskan “00:00” dan cursor berkedip. Listing program lengkap dapat dilihat pada lampiran. 4.2.4 Pembangunan Sistem Kendali (Construction) Proses pembangunan adalah proses menyatukan setiap rangkaian dengan modul minimum mikrokontroler ATMega32 dalam hal ini rangkaian yang dimaksud adalah rangkaian keypad, LCD, motor DC sentrallock dan rangkaian logika relay untuk mengaktifkan motor induksi tiga fasa. Sesuai datashet mikrokontroler yang memiliki 40 pin yang terbagi dalam 32 pin input/output, pin supply dan pin reset, penentuan pin yang digunakan untuk hardware pendukung seperti keypad, LCD dan rangkaian relay disesuaikan dengan keperluannya. Dalam perancangan ini digunakan keypad 4x4 yang meiliki 8 pin output yang dihubungkan pada port c mikrokontroler. Berbeda dengan LCD yang memiliki 6 pin yang terdiri dari 1 pin VCC, 1 pin GND, dan 4 pin data. LCD menggunakan supply listrik dan berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui port b pada mikrokontroler. Rangkaian relay menggunakan port output commit to user IV-27 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id mikrokontroler yaitu port a sedangkan sensor limitswitch menggunakan port d sebagai port input. Tahap penyatuan hardware dan software, sebagai berikut: 1. Verifikasi Hardware Verifikasi hardware dimaksudkan guna melihat apakah output dari hardware yang dirancang sesuai dengan output yang diinginkan. Verifikasi hardware meliputi rangkaian minimum, output display dan input keypad. Pada rangkaian minimum diletakkan chip mikrokontroler yang dalam perancangan ini digunakan sebagi otak kendali dari input keypad dan output LCD, relay untuk mengatur logika motor sentrallock dan pengganti saklar. Keypad 4x4 dalam perancangan ini digunakan sebagai komponen nafigasi operator dalam menetukan model gerakan dan waktu proses gerakan. Port mikrokontroler yang digunakan sebagai input adalah port D7 – D0. Keluaran dari keypad akan ditampilkan pada LCD yang fungsinya mempermudah operator dalam menentukan model gerakan dan mengatur pewaktuan. Input dari keypad kemudian diproses mikrokontroler untuk mengaktifkan logika relay yang mengatur pergerakan motor sentrallock guna mengunci mekanisme lantai getar agar didapatkan gerakan yang dinginkan yaitu horisontal, vertikal dan mix (horisontal dan vertikal). 2. Downloading Program Setelah tahap perancangan software dilakukan, kemudian program di compile dan tidak terjadi kesalahan. Tahap selanjutnya adalah menuliskan program kedalam memori mikrokontroler atau sering disebut downloading. Downloading program dimaksudkan untuk mengisi mikrokontroler dengan program yang telah dibuat sebelumnya agar mikro berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Pada tahap ini digunakan software AVRdude GUI versi 1.3 yang terhubung dengan hardware downloader yang selanjutnya dihubungkan dengan rangkaian minimum mikrokontroler. commit to user IV-28 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.12 AVRdude GUI versi 1.3 proses penulisan (writing) selalu diikuti dengan proses verifikasi. Jika selama proses penulisan terjadi mismatch atau kesalahan penulisan data, maka pada akhir proses dituliskan verifying error atau mismatch. Namun jika proses berjalan sempurna, pada bagian akhir dituliskan avrdude.exe done! Thank you. 3. Validasi Setelah proses assembling dilakukan, hal berikut yang dilakukan adalah proses validasi. Dalam proses validasi ini dilihat apakah semua rangkaian kendali baik itu kendali input ataupun output berkerja sesuai dengan yang diharapkan. Kendali input yaitu keypad dan sensor limitswitch, keypad dalam sistem kendali berfungsi sebagai tombol navigasi operator dalam mengatur modus pergerakan dan timer sedangkan sensor limitswicth berfungsi sebagai informasi posisi motor vibrator pada lantai getar. Terdapat tiga kendali output yaitu rangkaian LCD, rangkaian relay 1 dan relay 2. LCD berfungsi sebagai display yang menampilkan informasi dalam operator mengatur pergerakan lantai getar, sedangkan rangkaian relay 1 dan 2 digunakan untuk mengaktifkan motor sentrallock, modus pergerakan kanan atau kiri dan motor vibrator yang terletak pada lantai getar. commit to user IV-29 perpustakaan.uns.ac.id Keseluruhan digilib.uns.ac.id rangkaian kemudian dihubungkan dengan rangkaian minimum sistem mikrokontroler dan hasil sesuai dengan yang diinginkan. Untuk keypad dan sensor berkerja sesuai fungsinya sebagai input, LCD dapat menampilkan karakter tulisan yang telah dibuat di program, sedangkan rangkain relay 1 dan relay 2 sesuai dengan logika program yang dibuat. Relay 1 berfungsi mengaktifkan motor vibrator dan mengatur modus gerakan pada inverter, relay 2 berfungsi mengatifkan 4 buah motor sentrallock secara bersamaan dan fungsi timer pada mikrokontroler berfungsi secara baik. 4.2.5 Implementation, Operation and Support Stage Hasil rancangan yang telah disusun sedemikian rupa ke dalam sistem Laboratorium Perancaangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik Industri UNS untuk mendapatkan kondisi yang sesuai dengan keperluan customer dan pengguna. Kegiatan yang dilakukan dalam tahap ini adalah melakukan pelatihan kepada penguna sistem kendali yang mengacu pada standar operasai (SOP) dari sistem kendali dan pembuatan buku manual dari penguanaan sistem kendali lantai getar. buku manual dan SOP dari sistem kendali dapat dilhat pada lampiran. Sistem pendukung yang bertujuan untuk mendukung teknis kelanjutan bagi pengguna, seperti keperluan maintenance untuk memperbaiki kesalahan dan perawatan. Dalam sistem kendali ini perawatan yang perlu dilkukan adalah pada sistem pengkabelan yang biasanya mengalami kerusakan baik itu diakibatkan kondisi kabel yang rapuh atau karena gangguan hewan pengerat seperti tikus. commit to user IV-30 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Bab ini membahas tentang analisis dan interpretasi hasil perancangan dalam penelitian yang telah dilakukan pada bab sebelumnya. Analisis yang dibahas dalam penelitian ini terdiri dari kelebihan dan kelemahan sistem aplikasi dan hasil pengujian dari sistem aplikasi yang telah dibuat. 5.1 ANALISIS HASIL PENELITIAN Pada sub bab ini diuraikan mengenai analisis sistem aplikasi dan validasi sitem aplikasi. 5.1.1 ANALISIS SISTEM APLIKASI Sistem kendali lantai getar merupakan suatu sistem kendali mengintegrasikan mikrokontroler dengan beberapa komponen lantai getar yang memerlukan kendali otomatis, pengendalian yang dilakukan antara lain mampu mengatur kecepatan putar motor, pengaturan sistem pergerakan lantai getar dan aplikasi timer. Kelebihan yang lain adalah catatan informasi tentang aktivitas yang dilakukan lantai getar seperti modus gerakan, arah putaran motor dan waktu proses dari lantai getar yang bertujuan untuk mengetahui kegiatan apa saja yang dilakukan setiap pengoperasian lantai getar, sehingga dapat menghindari kesalahan operator dalam menjalankan mekanisme lantai getar. Sistem kendali dapat menunjang pelaksanaan praktikum perancangan system kerja dan ergonomi terlebih pada saat praktikum dilakukan diruang iklim. Hasil dari perancangan yang telah dilakukan dengan berdasarkan kebutuhan yang diperlukan pada lantai getar didapatkan kendali yang mampu memberikan kendali optimum dalam pengoperasian lantai getar. Pencapaian dari rancangan sistem kendali yang telah diterapkan pada lantai getar telah memenuhi kebutuhan yang diharapkan oleh pengguna, kendali dapat mengatur kecepatan putaran motor yang memiliki range dari 0-50 hertz yang dapat diubah ketika lantai getar dioperasikan. Sistem kendali juga mampu mengatur logika modus commit to user pergerakan lantai getar yang diharapkan yaitu horisontal, vertikal dan mix. V-1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Pengoperasian lantai getar semakin efisien karena pada kendali diterapkan timer otomatis yang memberikan kemudahan pada operator dalam hal ini adalah asisten praktikum ergonomi dalam menentukan lama waktu proses lantai getar secara akurat. Sebagai sistem kendali lantai getar, sistem kendali masih memiliki beberapa kelemahan. Kelemahan tersebut diantaranya adalah pengaturan kecepatan putar motor penggetar dilakukan sepenuhnya oleh inverter yang belum terintegrasi dengan mikrokontroler. Mikrokontroler dapat dioptimumkan kemampuannya dalam mengatur kecepatan putaran motor dengan memanfaatkan fitur yang ada yaitu PWM (pulse witdh modulation), keuntungan dari penggunanaan PWM sistem kendali menjadi lebih otomatis dan biaya lebih murah. Pengaturan kecepatan putar motor memanfaatkan fitur pada inverter yang mengubah frekuensi tegangan masukan menjadi lebih besar pada frekuensi keluarannya. Kendala dalam hal ini adalah penggunaan motor penggetar yang memliki tegangan 3 fasa AC sehingga tidak memungkinkan mikrokontroler dalam mengatur frekuensi masukan motor. Kelemahan lainnya adalah kendali masih memerlukan bantuan operator dalam mengatur modus gerakan lantai getar, pengaturan modus gerakan lantai getar masih dilakukan operator dengan mengubah mekanisme posisi motor pada lantai getar yang kemudian jika telah didapatkan posisi yang sesuai operator mengunci mekanisme yang telah terhubung dengan sensor limitswitch yang berfungsi memberikan informasi kepada mikrokontroler tentang modus yang dipilih dan akan ditampilkan pada layar LCD. 5.1.2 Validasi Sistem Aplikasi Dalam mengukur kemampuan suatu sistem ataupun program aplikasi dapat dilakukan dengan validasi. Validasi diartikan apakah program aplikasi yang dirancang benar-benar dapat digunakan dengan baik oleh penggunanya. Validasi harus memberikan kepastian bahwa program aplikasi atau sistem kendali tidak menyimpang dari tujuannya. Dengan melakukan pengumpulan data pada saat commit to user V-2 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id pengujian, dapat memberikan indikasi yang baik mengenai reliabilitas sistem kendali dan menunjukkan kualitas program aplikasi secara keseluruhan. Proses validasi dapat dilakukan dengan cara menggunakan metode testing. Testing merupakan proses mengeksekusi program secara intensif untuk menemukan kesalahan-kesalahan. Dengan pengkodean yang baik akan meminimalkan kesalahan yang ada. Bagian program yang diuji diantaranya adalah interface beserta komponennya. Interface diuji coba untuk menjamin informasi yang masuk atau yang ke luar dari unit program telah tepat atau sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian sistem kendali merupakan pengujian pada setiap rangkaian dan program-program penyusunnya, antara lain rangkaian mikrokontroler, rangkaian relay, rangkaian kendali motor penggetar, komunikasi LCD, komunikasi keypad, program baca LCD, program baca keypad, program kendali relay dan program untuk sensor limitswitch. Pengujian dilakukan dengan cara memastikan kebenaran atau mencoba menjalankan semua komponen penyusun program. 5.2 INTERPRETASI HASIL Hasil dari perancangan sistem kendali lantai getar yang mengintergrasikan kendali dengan sistem mekanik lantai getar agar didapatkan getaran, modus gerakan dan kendali otomatis yang akurat dan efisien. Sistem kendali dalam hal ini mengendalikan beberapa komponen yang diletakkan pada sistem mekanik lantai getar, komponen tersebut berupa motor penggetar, motor sentrallock dan sensor limitswitch. Motor penggetar yang digunakan memiliki spesifikasi yaitu berat beban maksimum 150kg, tegangan 220volt 3 fasa dengan arus 2 ampere, melihat input listrik pada Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi menggunakan tegangan listrik PLN 220volt 1 fasa maka digunakan inverter yang memiliki kemampuan mengubah inputan listrik dari PLN yang semula 1 fasa menjadi tegangan 3 fasa. Inverter tidak hanya mengubah tegangan, inverter dalam hal ini digunakan sebagai pengatur kecepatan putar motor penggetar yang memiliki range 0 sampai 50 hertz. Pergerakan yang dihasilkan lantai getar bergantung pada pengaturan motor sentrallock yang mengunci sistem pergerakan agar didapatkan pergerakan commit to user V-3 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id horisontal, vertikal dan mix. Spesifikasi dari motor sentrallock yang digunakan adalah inputan motor 12 volt DC dengan arus 2 ampere, motor sentrallock berkerja ketika mikrokontroler memberikan logika high yang memicu terhubungnya motor dengan power supply 12 volt. Kendali yang digunakan untuk motor sentrallock adalah rangkaian relay yang berfungsi mengatur kapan motor bergerak maju dan kapan bergerak mundur. Dalam hal ini relay mengubah arus positif dan negatif. Sensor yang digunakan untuk mengetahui informasi tentang modus pergerakan yang dilakukan adalah sensor limitswicth yang terpasang pada mekanisme pengaturan motor vibrator yang terdapat pada lantai getar. Sensor ini bekerja ketika besi penunjuk arah putaran menekan besi pada sensor sehingga sensor terhubung dan memberikan logika input high dan di artikan oleh mikrokontroler sebagai perintah untuk menampilkan informasi pada LCD. Sensor yang digunakan berjumlah 28 buah. Bentuk fisik dari keseluruhan sistem kendali yang akan diterapkan pada lantai getar dapat dilihat pada gambar 51. Gambar 5.1 Sistem kendali Sebelum sistem kendali dan lantai getar diterapkan pada Laboratorium Analisis Perancangan Kerja, terlebih dahulu dilakukan pengetesan. Sistem kendali sendiri mengalami tes pada setiap komponenya, komponen yang di tes meliputi rangkaian mikrokontroler dan relay, commitrangkaian to user kendali motor penggetar dan V-4 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id output dari kendali yaitu motor penggetar dan motor sentrallock. Hasil dari tes yang dilakukan sistem kendali telah memenuhi tuntutan dari pengguna lantai getar. Lantai getar bekerja optimum, pengaturan modus pergerakan, kecepatan motor dan timer otomatis berfungsi sesuai dengan kebutuhan pengguna, sehingga sistem kendali lantai getar dapat diterapkan pada Laboratorium Analisis Perancangan Kerja Teknik Industri UNS. Agar pengguna dalam hal ini asisten prakikum tidak kebingungan dalam pengoperasian maka sistem kendali dilengkapi dengan buku panduan pengunaan sistem kendali yang telah disesuaikan dan dilengkapi dengan standar operasi sistem kendali yang mencakup hal apa saja yang harus diperhatikan pengguna sebelum dan sesudah menggunakan lantai getar. commit to user V-5 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Perancangan system kendali lantai getar merupakan usaha penelitian yang dilakukan untuk membantu memecahkan masalah pengendalian lantai getar. Ikhtisar hasil penelitian terangkum dalam kesimpulan serta masukan perbaikan untuk penelitian selanjutnya tertuang dalam saran penelitian. 6.1 KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis dan perancangan sistem yang dilakukan, maka kesimpulannya, yaitu : 1. Sistem kendali lantai getar yang dirancang mampu mengatur frekuensi motor sehingga didapatkan variasi kecepatan putaran motor, sistem kendali mampu mengatur modus pergerakan lantai getar yaitu vertikal, horisontal, dan mix sehingga tidak terjadi kesalahan pada proses penentuan arah gerakan getaran lantai getar dan sistem kendali mampu mengatur timer untuk mengendalikan lama waktu proses operasi lantai getar. 2. Validasi internal dan external yang dilakukan telah membuktikan bahwa sistem kendali dapat mengendalikan variabel baik dari modus arah gerakan getaran, kecepatan putaran motor, maupun mengendalikan waktu operasi secara akurat. 6.2 SARAN Saran yang diberikan untuk langkah pengembangan atau penelitian selanjutnya, sebagai berikut: 1. Sistem pengaturan posisi motor penggetar dapat dilakukan secara otomatis tanpa harus dilakukan secara manual agar didapatkan efisiensi yang lebih baik. 2. Pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan pengintegrasian sistem kendali 3 fasa AC dengan memanfaatkan fitur pendukung lainya. commit to user VI-1 mikrokontroler dan rangkaian perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user VI-2
