BAB III
BAB III
PERANCANGANPerancangan merupakan proses yang kita lakukan terhadap alat, mulai dari rancangan kerja rangkaian hingga hasil jadi yang akan difungsikan. Perancangan dan pembuatan alat merupakan bagian yang terpenting dari seluruh pembuatan tugas akhir ini. Gambar Rangkaian Kit Eksperimentasi Kendali Kecepatan Motor DC Digitalini dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3.2 : Diagram Blok Kit Eksperimentasi Kendali Motor DC Digital
3.1. Perencanaan Hardware
3.1.1 Keypad
Keypad yang digunakan adalah ukuran 4X3, dimana keypad ini dipakai untuk memasukkan Set Point (SP) .Prinsip kerjanya mencari bagian baris dan kolom yang terhubung contoh misalnya tombol 1 (satu) maka yang harus terhubung baris 1 yaitu P1.1 dengan Kolom 1 yaitu P1.2
3.1.2 Rangkaian Mikrokontroller AT 89S52
Mikrokontroler menggunakan Atmel AT89S52 sebagai unit pemroses sentral, akan merespon data Set Point atau instruksi dari keypad dan menerima informasi dari Encoder sesuai program yang ditanamkan pada kontroller.
Pada gambar dibawah P0 digunakan untuk LCD, P1 digunakan untuk Keypad, P2 digunakan untuk DAC.Encoder memakai pin 3.4 pada P3
3.1.3 Rangkaian LCDLCD berfungsi menampilkan kecepatan motor dan setting point (SP).
Untuk menggunakan LCD kita harus menginisialisasi terlebih dahulu karena tanpa inisialisasi maka LCD tersebut tidak akan berfungsi. Pin1 untuk Vcc. Pin 2 untuk ground. Pin 3 untuk pengaturan kontras LCD tapi dalam tugas akhir ini di groundkan untuk kontras yang maximum Pin 4 yaitu RS (register select), 0 untuk register perintah dan 1 untuk register data. Pin 5 R/W (read/write) dalam rangakaiana dibawah digroundkan jadi hanya bisa untuk write saja. Pin 6 yaitu En (Enable clock LCD) jadi setiap pengiriman dan pembacaan data harus berlogika 1. Pin 7-14 digunakan untuk mengirimkan data/output
3.1.4 Rangkaian DACDAC berfungsi mengubah data digital menjadi analog.Misalkan Mikrokontroller mengeluarkan data 8 bit dan diinputkan ke DAC (Din) sebesar 11111111b atau 255 D dengan V ref 5 volt maka output yang dikeluarkan DAC adalah 5 Volt. Sedangkan jika inputnya 1000000B atau 128D.Tegangan analog yang dikeluarkan DAC=(Data digital yang diterima DAC dibagi Data input maksimal )dikalikan tegangan referensi.
Vout =( Din/Dmax) x Vref
Vout =(128/255)x5 volt = 0,5x5 volt.
Vout = 2,5 volt.
3.1.5 Rangkaian Motor Driver
Motor driver menggunakan satu buah Op-Amp Lf 351 dan transistor TIP 142. Rangkaian ini bekerja karena mendapat inputan dari output DAC (Digital to Analog Converter) berupa tegangan kemudian masuk Op-Amp, disini Op-Amp hanya bekerja sebagai Tegangan follower dimana Vin = Vout. Transistor hanya sebagai pengendali arus yang berubah-ubah tergantung dari inputannya
3.1.6 Rangkaian EncoderEncoder sebagai umpan balik untuk mendeteksi kecepatan motor. menggunakan Encoder dari scroll mouse yang diambil phototransistor dan infra rednya saja. Prinsip kerjanya begitu ada cahaya maka akan on. Rangkaian Encoder yang dilengkapi schemitt triger yang berfungsi menghasilkan sinyal digital yang murni
3.2 Langkah-langkah Perancangan Alat
Tugas Akhir ini dilakukan secara bertahap dengan maksud untuk mempermudah dan menyederhanakan dalam pembuatan alat. Adapun tahap dalam pembuatan alat secara garis besarnya meliputi tahap :
1. Tahap pencarian ide
Yang mendasari dalam pencarian dan menemukan ide ini adalah keinginan untuk mengaplikasikan mikrokontroler sebagai suatu sistem dalam pengontrol yang diprogram.
2. Tahap perancangan rangkaian.
Bagian ini meliputi semua tahap pengerjaan yang berhubungan langsung dengan rangkaian diantaranya :
1. Pembuatan gambar rangkaian
2. Pembuatan jalur PCB (Printed Circuit Board)
3. Tahap penentuan spesifikasi
Dari gambar rangkaian kita dapat menentukan kebutuhan alat, berikut ditampilkan spesifikasi alat yang dibutuhkan berdasarkan blok diagram :
Tabel 3.1. Daftar Spesifikasi
Blok RangkaianJenis KomponenSpesifikasiJumlah
Masukan
Motor
Motor DCMotor DC 12 Volt
Kecepatan 2400 RPM1 buah
Prosessor
Reset
Rangkaian KristalMikrokontroler AT89S52
Kapasitor Elektrolit
Resistor
Kristal
KapasitorKeterangan pada datasheet di lampiran
10 uF
10 K ohm
12 MHz
30 pF1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
2 buah
Keluaran
LCD Display
HD 44780
Resistor
Resistor variabel2 X 16
Datasheet di lampiran
5 ohm
10 K ohm1 buah
1 buah
1 buah
Keypad4X3
DACTipe 0808
Op-Amp Tipe 741
Motor DriverTransistor Tip 142
Op-Amp Tipe 741
EncoderPhototransistor
Schemitt Triger
4. Tahap perancangan perangkat keras3.3. SOFTWARE
Perangkat lunak pada tugas akhir ini menggunakan bahasa Assembly. Perangkat lunak tersebut difungsiksn untuk melakukan download dari program ke mikrokontroler menggunakan ISP Flash Programmer versi 3.0 buatan M. Asim Khan dari Atmel (Atmel flash based microcontroller).
Program dibuat berdasarkan alur logika dalam bentuk digram alir berikut ini :
Display
Keypad
MC
DAC
Motor Driver
Motor DC
Encoder
_1233557097.vsd
Start
Inisialisasi
Baca Set Point
Proses Htg PID
Kirim Ke DACJalankan Motor
Baca Sensorstart timer &counter
Timer sudah tercapai
Baca output Counter
Tampilkan
Tombol Edit
Tdk
Ya
Tdk
Ya