bab iii analisa dan perancangan

BAB III
ANALISA DAN PERANCANGAN
III.1. Analisa Permasalahan
Pada saat kita mencuci pakaian baik secara manual maupun menggunakan alat
bantu yaitu mesin cuci, dalam proses pengeringan pakaian tersebut belum kering
dengan sempurna. Tentu saja selanjutnya kita harus menjemur pakaian mengunakan
bantuan sinar matahari agar mendapatkan hasil pakaian yang benar-benar kering.
Dalam waktu beberapa jam maka pakaian tersebut akan kering dengan sempurna.
Namun aktifitas diluar rumah dari pagi hari hingga petang, membuat kita tidak bisa
mengawasi keadaan pakaian saat sedang dijemur. Apabila saat pakaian kita sedang
dijemur lalu tiba-tiba turun hujan dan orang sedang dalam situasi yang tidak
memungkinkan untuk mengawasinya, maka pakaian yang hampir kering pun
akhirnya kembali menjadi basah dan kotor karena air hujan.
III.2. Strategi Pemecahan Masalah
Karena terdapat permasalahan yang terjadi dalam hal pengawasan dalam
menjemur, maka penulis mencoba untuk merancang sebuah alat otomatisasi yang
berfungsi sebagai tempat menjemur pakaian,yang mana apabila terjadi hujan dan jika
waktu sudah sore maka motor akan berputar dan jemuran akan masuk atau keluar
secara otomatis memasukan pakaian.
26
27
III.3. Diagram Blok Rangkaian
Secara garis besar, perancangan sistem jemuran otomatis ini terdiri dari,
sensor suhu LM35, sensor LDR, LCD 16x2, tombol, minimum sistem mikrokontroler
ATMEGA8535.
Diagram blok dari perancangan perancangan sistem jemuran otomatis
ditunjukkan pada gambar III.1. berikut ini :
Sensor
Suhu
Gambar III.1. Diagram Blok Rangkaian
1. Minimum sistem ATMEGA8535 merupakan pusat kendali dari seluruh
rangkaian.
2. Sensor cahaya berfungsi untuk menangkap cahaya yang ada disekitarnya.
3. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengetahui keadaan suhu.
4. LCD 16x2 sebagai tampilan data secara hardware.
5. Tombol sebagai input-an dalam pemilihan mode, yaitu mode tampilan LCD 16x2
saja dan mode software interface.
28
6. Komunikasi serial berfungsi untuk menghubungkan antara mikrokontroler dengan
software interface.
7. Software interface sebagai tampilan pada komputer, berbentuk grafik.
III.4. Sensor cahaya LDR
LDR Light Dependent Resistor, yaitu resistor yang besar resistansi-nya
bergantung terhadap intensitas cahaya yang menyelimuti permukaannya. LDR,
dikenal dengan banyak nama: foto-resistor, foto-konduktor, sel foto-konduktif, atau
hanya foto-sel. Dan yang sering digunakan dalam literatur adalah foto-resistor atau
foto-sel
Gambar III.2. Bentuk pisik LDR
29
Sensor cahaya LDR ini berfungsi untuk memberikan nilai masukan pada tingkat
intensitas cahaya.
Gambar III.3 Rangkaian blok sensor cahaya
III.5. Perancangan Rangkaian Sensor LM35
IC LM35 merupakan sensor suhu dimana tegangan keluarannya proporsional
liniear untuk suhu dalam °C, mempunyai perubahan keluaran secara linier dan juga
dapat dikalibrasi dalam K. Di dalam udara sensor ini mempunyai pemanasan diri (self
heating) kurang dari 0,1 °C, dapat dipakai dengan menggunakan power supplay
tunggal. Dapat dihubungkan antar suhu (interface) ke rangkaian kontrol dengan
sangat mudah. seperti gambar III.4. di bawah ini :
Gambar. III.4. Rangkaian Sensor LM35
30
3 pin LM35 menunjukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1
berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan
sebagai tegangan keluaran atau Vout dan pin 3 adalah ground.
Koefisien dari IC LM35 tidaklah seperti sebuah resistor NTC (Negative
Temperature Coefficient), karena tidaklah mungkin untuk mendapatkan suatu
jangkauan suhu yang lebar, apabila menggunakan sebuah resistor NTC. Kelebihan
dari penggunaan IC LM35 ini adalah diperolehnya jangkauan pengukuran yang luas
dan kemudahan dalam kalibrasinya (penerapannya).
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35 :
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu10
mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
III.6. Perancangan Minimum Sistem Rangkaian ATMEGA8535
Rangkaian ATMEGA8535 pada penelitian ini berfungsi sebagai pusat kendali
dari seluruh sistem. Rangkaian mikrokontroler ATMEGA8535 ini akan menunggu
pengiriman data dari sensor cahaya LDR dan sensor suhu LM35, untuk diproses
mikrokontroler ATMEGA8535 dan ditampilkan ke LCD 16x2. kemudian data
31
diterima mikrokontroler dikirimkan ke komputer melalui Downloader dan
ditampilkan ke software interface.
Gambar III.5. Perancangan Rangkaian Jemuran Otomatis
Prinsip Kerja Perancangan Minimum Sistem Rangkaian :
1. Jika rangkaian diberi catudaya yaitu 12 volt, maka semua kontrol pada
Mikrokontroller akan bekerja
2. Ketika pagi hari, cahaya sudah Nampak terang, maka sensor LDR akan memberi
output berupa nilai ADC yaitu lebih besar dari sebelumnya, maka
Mikrokontroller ATmega 8535 akan memberikan Outputnya pada Relay 1 ,
sehingga Motor akan berputar ke kiri, maka jemuran akan keluar
3. Ketika sore hari, maka cahaya sudah nampak gelap, maka sensor LDR akan
memberi outputan berupa nilai ADC yaitu lebih kecil dari sebelumnya, maka
32
Mikrokontroller ATmega 8535 akan memberikan Outputnya pada Relay 2 ,
sehingga Motor akan berputer ke kanan, maka jemuran pakaian akan masuk
4. Ketika pagi hari dan cuaca mendung, maka sensor suhu akan memberi outputan
berupa nilai ADC yaitu lebih besar dari sebelumnya, maka Mikrokontroller
ATmega 8535 akan memberikan Outputnya pada Relay 1 , sehingga Motor akan
berputer ke kanan, maka jemuran pakaian akan masuk.
5.
Ketika sore hari, maka cahaya sudah nampak gelap dan suhu pun menurun, dan
hari tetap cerah , maka sensor suhu akan memberi output berupa nilai ADC yaitu
lebih kecil dari sebelumnya, maka Mikrokontroller ATmega 8535 akan
memberikan Outputnya pada Relay 2 , sehingga Motor akan berputar ke kanan,
maka jemuran pakaian akan masuk.
6. Ketika pagi hari dan cuaca gerimis, maka sensor hujan akan memberi output
berupa nilai ADC yaitu lebih besar dari sebelumnya, maka Mikrokontroller
ATmega 8535 akan memberikan Outputnya pada Relay 1 , sehingga Motor akan
berputer ke kanan, maka jemuran pakaian akan masuk.
III.7. Perancangan Mekanik
Pada perancangan mekanik terdiri dari perencanaan desain mekanik perangkat
keras yang mendukung kinerja. Pembuatan perangkat mekanik terdiri dari perencanaan
desain mekanis yang mendukung kinerja alat dan berkarakter sesuai pada kondisi
sesungguhnya. Perencanaan ini terdiri dari pengaturan peletakan posisi sensor suhu,
LDR, switch, LCD, rel sebagai tempat jemuran, motor sebagai penggerak rel.
33
Keterangan :
Skala 1 : 10
Rel (17 Cm)
Downloader
Akrilik (11,5 Cm)
Sensor Cahaya ( LDR )
Kayu (19 Cm)
Sensor Suhu ( LM35)
Minimum sistem
Ger
Relay
Motor DC
LCD
Gambar III.6 Skema Perancangan Jemuran
III.8. Downloader
Perancangan sistem jemuran otomatis ini menggunakan downloader untuk
memindahkan data program dari komputer ke mikrokontroler ATMEGA8535.
Downloader ini menggunakan USB sebagai penghubungnya. Rangkaian downloader
ditunjukkan oleh gambar III.4. berikut ini :
34
Gambar III.7. Rangkaian USB Dowloader
Ini merupakan rangkaian USBasp Downloader yang berfungsi untuk
memindahkan program ke rangkaian minimum sistem ATMEGA8535. Rangkaian ini
menggunakan chip ATMEGA8 yang diprogram khusus sebagai media untuk
memasukkan file .hex ke dalam mikrokontroler ATMEGA8535.
III.9. Rangkaian Regulator
Perancangan sistem jemuran otomatis ini berkerja pada tegangan 5 volt DC,
dapat bersumber pada baterai, adaptor ataupun melalui port USB. Untuk mensuplai
tegangan
ke mikrokontroler diperlukan
tegangan 5 volt DC. Maka diperlukan
rangkaian regulator untuk menggurangi tegangan baterai. Komponen pokok
35
rangkaian ini adalah IC regulator LM7805. Rangkaian regulator ditunjukan pada
gambar III.5. berikut ini:
Gambar III.8. Rangkaian Regulator
Rangkaian di atas berfungsi untuk menurunkan tegangan input (5 – 36 volt) menjadi
5 volt. Komponen utama yang digunakan yaitu IC Regulator LM78xx. Ada beberapa
macam IC Regulator ini yang memiliki beberapa nilai output tergantung dari typenya.
Yang penulis gunakan yaitu LM7805 yang mampu menurunkan tegangan menjadi 5
volt. Adapun jenis yang lain yaitu LM7806, LM7812 yang masing-masing berfungsi
untuk menurunkan tegangan input menjadi 6 volt dan 12 volt.
36
III.10. Flowchart
Adapun flowchart perancangan jemuran otomatis ini sebagai berikut:
START
INISIALISASI
NILAI DATA SENSOR
LDR DAN LM35
TAMPILKAN KE LCD
TIDAK
DATA
SENSOR LDR
>9
MOTOR MENUTUP
YA
SUHU
<260C
YA
MOTOR MEMBUKA
FINISH
Gambar III.9 flow chart
TIDAK
37
III.11. Algoritma Flowchart
Adapun penjelasan dari flowchart di atas adalah sebagai berikut :
1. Start.
2. Inisial perangkat.
3. Hidupkan perangkat.
4. Tampilkan data suhu dan cahaya ke LCD.
5. Nilai intensitas cahaya dan suhu
6. Jika pada siang hari dan suhu tinggi atau data sensor LDR <12 dan suhu >270C
maka motor membuka dan jemuran keluar.
7. Jika pada siang hari dan nilai intensitas cahaya mencapai 45 dan suhu rendah
(mendung) maka motor menutup dan jemuran masuk.
8. Jika pada malam hari maka motor menutup dan jemuran masuk.
9. Selesai.