PERENCANAAN DAN PE Bab ini membahas tentang interface PC

BAB III
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT LUNAK
Bab ini membahas tentang perancangan perangkat lunak yang meliputi
interface PC dengan mikrokontroller, design, database menggunakan Microsoft
access untuk data user dan mencatat hasil pengambilan data dari sensor-sensor.
sensor
Tampilannya menggunakan Visual Bas
Basic 6.0.
Dalam pembuatan perencanaan perangkat ini diperlukan beberapa pengetahuan
mengenai cara kerja dari beberapa perangkat tersebut yang meliputi peralatan –
peralatan yang akan dikontrol
dikontro atau dimonitor oleh personal komputer (PC).
3.1. Konstruksi alat
Berikut adalah gambar perancangan konstruksi alat monitoring tegangan dan arus
beban satu fasa tersebut;
32
33
Gambar 3.1 Rancangan alat monitoring tegangan dan arus
3.2.. Konfigurasi sistem
Sistem minimum yang terdapat pada sistem monitoring parameter teganagan
dan arus ini terbagi atas dua bagian dasar, yaitu bagian perangkat keras ((hardware)
dan bagian perangkat lunak (software).
(
). Pada sistem minimum ini digunakan sebagai
tatap muka (interface) dari komputer dengan perangkat keras (hardware
(hardware), system
monitoring ini meggunakan mikrokontroler AVR ATmega 16 yang merupakan
mikrokontroler keluaran Atmel. Sedangkan untuk perencanaan sistem berdasarkan
pada fungsi komunikasi data itu sendiri adalah dengan mengintegrasikan dan
menghubungkan antara komputer
komp
dengan mikrokontroler. Mikrokontroller menerima
masukan dari sensor tegangan dan arus, kemudian melalui komunikasi data serial
RS-232
232 mengirimkan hasil – hasil monitoring tersebut ke komputer. Data dari
Mikrokontroler yang dikirim melalui komunikasi serial
s
RS – 232 menuju komputer
akan ditampilkan kedalam perangkat lunak (software)
(
) sehingga hasil monitoring
secara keseluruhan dapat ditampilkan.
34
3.3. Blok diagram sistem
Blok diagram sistem monitoring seperti terlihat pada Gambar 3.2
Sensor Arus
PC
AVR
ATmega 16
Peralatan
listrik
Sensor
Tegangan
Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem
Prinsip kerja dari blok diagram diatas adalah PC yang menggunakan
pemograman Visual Basic 6.0 berfungsi sebagai monitoring peralatan listrik yang di
analisa, PC juga berfungsi sebagai interface mengirim data dan menerima data serial
ke AVR ATmega 16 dalam bentuk digital tapi dalam skripsi ini PC hanya menerima
data dari AVR ATmega 16 dalam bentuk digital.
Saat saklar lampu di nyalakan sensor arus dan tegangan akan aktif, sehingga
sensor- sensor tersebut menggirimkan sinyal atau data analog dalam bentuk tegangan
maksimal 5 volt ke port.A ATmega 16 yang merupakan port ADC, selanjutnya data
tegangan analog tersebut dikonversi menjadi data digital, kemudian data digital
tersebut di tampilkan pada
Personal Computer ( PC ) yang dilengkapi dengan
perecord (penyimpan) data yaitu berupa database.
Konfigurasi pin mikrokontroler yang digunakan pada proses monitoring
parameter tegangan dan arus ini adalah sebagai berikut:
•
PortA.0 dihubungkan pada ground.
•
PortA.1 dihubungkan pada sensor arus.
•
PortA.2 di hubungkan pada sensor Tegangan.
35
Adapun alur dari proses monitoring melalui PC sebagai berikut:
berikut
•
Pertama menghubungkan kabel serial RS-232
RS
dari mikrokontrol AVR ke
Comm serial computer atau USB.
•
Setelah kabel serial telah terhubung dengan benar, hubungkan kabel power
alat monitoring dengan kontak listrik. maka proses
roses selanjutnya akan masuk
ke mengaktifkan system alat monitoring dan mulai start.
•
Kemudian sebagai
ebagai monitoring beban load listrik yang sedang dioperasikan
dan kemudian data di simpan di data
data base, untuk dipakai final report.
•
Pada data base berfungsi sebagai penyimpan data keseluruhan dari hasil
monitoring secara permanent sehingga data yang
yang tersimpan bisa ditampilkan
sewaktu-waktu.
3.4. Flowchart
Gambar 3.3 adalah flowchart dari proses
proses monitoring parameter tegangan dan arus
listrik.
Gambar 3.3 Flowchart Monitoring
36
3.5.
Pembuatan Data base
Database ini berfungsi sebagai system pencatat data user dari hasil monitoring
peralatan listrik yang di analisa. Pada sistem database ini hanya menggunakan satu
computer saja dan hanya dapat diolah melalui komputer saja untuk data usernya.
Dalam perencanaan sistem database ini, data-data yang akan dimasukkan untuk
user dari hasil monitoring adalah pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Parameter-parameter monitoring peralatan listrik.
3.6.
Pembuatan ProgramVisual Basic
Pembuatan program pada Visual Basic 6.0 melalui beberapa tahap. Tahap
tersebut antara lain:
3.6.1.
Desain Form Visual Basic 6.0
Form antar muka dibuat dengan menggunakan program aplikasi Microsoft
Visual Basic 6.0 dengan sistem operasi Windows XP.
Pada interface ini terdapat kontrol command yang berfungsi untuk
mengirimkan karakter ke mikrokontroler. Juga terdapat Mscomm yang berfungsi
sebagai alat komunikasi serial antara mikrokontroler dengan PC. Dimana PC akan
menerima data dari mikrokontroler berupa data digital. Proses pengiriman data pada
potongan program Visual Basic berikut ini.
37
Private Sub Timer1_Timer()
f = MSComm2.Input
Text1.Text = Mid(f, 1, 3)
u = Mid(f, 5, 3)
Text3.Text = Format(Date, "dd/mm/yy")
Text4.Text = Format(Time, "hh::mm::ss")
I = Format(Val(u) / 100, "0.00")
Text2.Text = CStr(I)
End Sub
Potongan program visual basic di atas adalah jika command 1 pada VB
diaktifkan, maka komunikasi serial antara mikrokontroler dengan PC akan berfungsi.
Dimana PC akan menerima data dari mikrokontroler.
Private Sub Form_Load()
MSComm2.PortOpen = True
End Sub
Pada bagian ini akan dilakukan inisialisasi terhadap jalur RS –232 dengan
inisialisasi terhadap bit per karakter, Stop bit, parity, baudrate dan nomer serial
komunikasi. Dengan adanya inisialisasi ini, maka jalur komunikasi serial RS –232
siap digunakan. Adapun untuk inisialisasi kode persiapan port serial pada Visual
Basic adalah pada potongan program diatas.
Langkah beringkutnya adalah mendesain form utama yaitu, form proses
monitoring dan data base. Data hasil dari monitoring langsung tersimpan di data
base, seperti terlihat pada Gambar 3.4 dan Tabel 3.2.
38
Gambar 3.4 Tampilan Form Utama
Tabel 3.2 Tampilan data record
39
Dalam form data record dapat dilihat, dimana data hasil monitoring terlihat
seluruhnya, mulai dari awal start sampai terakhir dalam bentuk tabel, terlihat pada
Tabel 3.2.
Sedangkan pada potongan program berikut ini adalah mencari jumlah data
terukur yang sebenarnya (konversi data).
Mencari jumlah data terukur
f = MSComm2.Input
Text1.Text = Mid(f, 1, 3)
u = Mid(f, 5, 3)
I = Format(Val(u) / 100, "0.00")
Berikut ini adalah potongan program Visual Basic untuk data record pada
database
Private Sub Timer2_Timer()
a=a+1
If (a = 2) Then
Data1.Recordset.AddNew
Data1.Recordset!TANGGAL = Text3.Text
Data1.Recordset!JAM = Text4.Text
Data1.Recordset!TEGANGAN = Text1.Text
Data1.Recordset!ARUS = Text2.Text
Data1.Recordset.Update
a=0
End If
End Sub
40
3.7.
Koneksi Visual Basic dengan Database
Koneksi dari Visual Basic ke Microsoft Access database adalah menggunakan
provider Microsoft ADO Data Control 6.0 OLEDB. Pada tugas akhir ini
menggunakan source of connection yaitu use connection string.
RecordSource = SELECT Tanggal, jam, tegangan, arus, FROM tabel1 Order
by Tanggal String koneksi tersebut berfungsi untuk menghubungkan Visual Basic
dengan database Access yang mempunyai service name db1.mdb.
3.8.
Perencanaan Software AVR Atmega16
3.8.1. CodeVision AVR
Merupakan suatu software yang digunakan dalam penulisan program yang
nantinya akan di download pada mikrokontroller AVR ATMega16. Dapat dilihat
seperti pada struktur program dibawah ini:
Gambar 3.5 Code Vision AVR 2.03.4
CodeVision AVR merupakan software C-cross compiler, dimana program
dapat ditulis menggunakan bahasa-C. Dengan menggunakan pemograman bahasa-C
diharapkan waktu desain (deleloping time) akan menjadi lebih singkat. Setelah
program dalam bahasa-C ditulis dan dilakukan kompilasi tidak terdapat kesalahan
(error) maka proses download dapat dilakukan. Mikrokontroler AVR mendukung
sistem download secara ISP (In-System Programming). Terlihat pada Gambar 3.6.
41
Gambar 3.6 Tampilan CodeVisionAVR
Untuk memulai bekerja dengan CodeVisionAVR pilih pada menu File -New.
Maka akan muncul kotak dialog. Pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Tampilan new file
Pilih Project kemudian tekan OK, maka akan muncul kotak dialog pada
Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Tampilan Option Di Wizard AVR
42
Pilih Yes untuk menggunakan Code Wizard AVR. Code Wizard AVR
digunakan untuk membantu dalam men-generate program, terutama dalam
konfigurasi chip mikrokontroler, baik itu konfigurasi Port, Timer, penggunaan
fasilitas-fasilitas seperti LCD, interrupt, dan sebagainya. Code Wizard AVR ini
sangat membantu programmer untuk setting chip sesuai keinginan. Berikut ini
tampilan Code Wizard AVR untuk setting Chip dan Port dari mikrokontroler. Seperti
terlihat pada Gambar 3.9 s.d Gambar 3.10.
Gambar 3.9 Tampilan Option Di Wizard AVR
Gambar 3.10 Tampilan Port A AVR
43
Untuk selanjutnya fasilitas-fasilitas lainnya dapat disetting sesuai kebutuhan
dari pemrograman. Setelah selesai dengan Code Wizard AVR, selanjutnya pada
menu File, pilih Generate, Save and Exit dan simpan pada direktori yang
diinginkan.Terlihat pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Tampilan Save general project
Lakukan seting pada programmernya agar program yang dibuat siap untuk
ditransfer kedalam mikrokontroler. Pada menu pilih Setting ‡ Programmer.
Gambar 3.12 Tampilan seting program
44
Pilihlah programmer sesuai dengan yang akan digunakan.
Gambar 3.13 Tampilan seting program
Kemudian pilih menu Project ‡ Configure
Gambar 3.14 Tampilan project configure
Setelah melakukan seting, lakukan Build All project dengan memilih menu
Project Build All.
45
Gambar 3.15 Tampilan project build all
Sisipkan program yang telah di buat, Jalankan program dengan memilih menu
Project ‡ Compile.
Gambar 3.16 Tampilan project compile
46
3.9.
Perancangan Hardware
Hardwar
3.9.1. Perancangan DC Power Suplay
Supl
Rangkain ini di gunakan untuk menghasilkan tegangan 5 Volt DC . Tegangan
ini untuk suplay
y source pada Mikrokontroller ATmega 16 . Adapun rangkainnya
sebagai berikut.
Gambar 3.1
3.17 Rangkaian DC power suplay
3.9.2. Perancangan Duel Power Suplay.
Rangkain ini di gunakan
untuk menghasilkan Tegangan ± 12 Volt DC,
Tegangan ini di gunakan untuk mensuplay VCC pada IC LM 741.
Gambar 3.1
3.18 Rangkaian duel power suplay
47
3.9.3. Perancangan Sensor Arus.
Sensor Arus yang di gunakan dalam Tugas Akhir ini menggunakan sensor
Arus type ACS712. Dimana rangkaian ini sebagai inputnya disuplay tegangan ± 5
Volt DC dari power suplay.
suplay..
Gambar 3.1
3.19 Rangkaian sensor arus
Output dari sensor Arus ini kemudian di masukan ke ADC mikrokontroller
sebagai inputnya pada port A.1.
Untuk ground pada mikrokontrol ini dapat di ambil dari ground power suplay,
yang kemudian di hubungkan ke ADC mikrokontroller pada port A.0.
48
3.9.4. Perancagan Sensor
ensor Tegangan
Sensor Tegangan
egangan yang
ya di gunakan dalam Tugas Akhir ini menggunakan
unakan sensor
tegangan PT atau Power
wer Transformer,
Transfo
menggunakan transformer stepdown
down dari 220
volt AC ke 5 Volt AC , hasil dari konversi ini menghasilkan tegangan ± 4 Volt dc.
dc
mbar 3.20
3.2 Rangkaian konversi AC to DC
Gambar
Output dari sensor Tegangan ini kemudian di masukan ke ADC
mikrokontroller
ontroller sebagai inputnya
input
pada port A.2.