4.1 Cara Kerja
Dalam pembuatan perangkat keras pada perancangan alat penghitung random terdapat beberapa rangkaian yang tentunya memiliki fungsi dan cara kerja tersendiri. Untuk menggambarkan cara kerja alat penghitung random, maka akan dijelaskan satu persatu dari setiap rangkaian yang ada berdasar urutannya:
1. Catu Daya
Catu daya merupakan pemberi sumber daya bagi perangkat elektronika. Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh power supply arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat dengan baik. Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar dibawah berikut ini.
Gambar. 4. 1 Rangkaian Power Supply
Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala- jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya, yakni 12V.
Kemudian setelah dikeluarkan oleh kumparan sekunder menjadi arus listrik yang sangat kecil barulah arus listrik AC tersebut masuk ke komponen diode bridge untuk di searahkan. Tidak cukup disearahkan arus AC tersebut belum sempurna menjadi arus DC lalu di saring lagi oleh komponen Elco (electrolit condensator), yakni kapasitor C4. Keluaran pertama adalah arus DC dengan tegangan 12V. Tegangan 12V ini dikomsumsi oleh Motor stepper dan rangkaian driver motor stepper.
Keluaran 12V DC dicabang untuk dimasukan ke IC penurun tegangan yaitu IC 7805. Keluaran dari IC 7805 adalah arus DC dengan tegangan 5V. Arus tersebut juga di saring lagi oleh komponen Elco (electrolit condensator), yakni kapasitor C5. Keluaran kedua adalah Arus DC dengan tegangan 5V. Arus ini dikomsumsi oleh rangkaian sensor, rangkaian mikrokontroller, rangkaian display counter dan alarm.
2. Motor Penggerak
Untuk menguji sistem penghitung random maka dibuatlah miniatur x- ray beserta cara kerjanya. Motor penggerak digunakan untuk mengoperasikan konveyor miniatur x- ray agar benda uji dapat bergerak menuju sensor. Motor penggerak yang dugunakan adalah motor stepper tipe unipolar seri TEAC 3e30 P.No.14769070-90 Shinano Kenshi co.Ltd buatan Cina.
Gambar. 4. 2 Ilustrasi Motor stepper dengan lilitan unipolar
Motor stepper unipolar terdiri dari dua lilitan yang memiliki center tap. Center tap dari masing masing lilitan ada yang berupa kabel terpisah ada juga yang sudah terhubung didalamnya sehingga center tap yang keluar hanya satu kabel. Untuk motor stepper yang center tapnya ada pada masing – masing lilitan kabel inputnya ada 6 kabel. Namun jika center tapnya sudah terhubung di dalam kabel inputannya hanya 5 kabel. Center tap dari motor stepper dapat dihubungkan ke pentanahan atau ada juga yang menghubungkannya ke +VCC hal ini sangat dipengaruhi oleh driver yang digunakan. Dengan model motor seperti ini maka motor stepper dapat diatur posisinya pada posisi tertentu dan/atau berputar ke arah yang diinginkan, searah jarum jam atau sebaliknya.
Guna mendapatkan arus dan tegangan yang mencukupi untuk motor stepernya maka digunakan chip IC ULN2003A sebagai stepper motor driver.
3. Sensor
Komponen yang dipakai sebagai sensor dan digunakan untuk mendeteksi adanya barang bawaan yang dalam hal ini diwakili benda uji untuk kemudian menghasilkan sinyal lalu diteruskan ke rangkaian mikrokontroller adalah LDR (Light Dependent Resistor).
Gambar. 4. 3 LDR (Light Dependent Resistor)
LDR yang disebut juga photoresistor pada prinsipnya yaitu sebuah resistor yang nilai resistansinya bergantung pada seberapa banyak cahaya yang jatuh pada permukaan sensornya. Prinsip kerja LDR itu sendiri adalah nilai resistansinya akan bertambah besar apabila tidak terkena cahaya dan akan berkurang nilai resistansinya apabila terkena cahaya.
Cara kerja rangkaian ini sangat sederhana. Karena posisi sensor diletakkan sedemikian rupa sehingga ketika barang bawaan atau benda uji lewat maka akan menutupi sensor. Dengan demikian intensitas cahaya yang diterima sensor berkurang hingga nilai resistensi LDR (Light Dependent Resistor) bertambah.
Perubahan arus yang terjadi sebagai akibat adanya LDR (Light Dependent Resistor) inilah yang kemudian menjadi sinyal yang akan dikirim ke rangkaian mikrokontroller.
4. Mikrokontroller
Ibarat komputer rangkaian mikrokontroller seperti layaknya CPU. Rangkaian ini bertugas menerima sinyal dari sensor, mengolah atau menterjemahkannya lalu mengirimkan perintah ke bagian keluaran, yakni angka ke display counter, nyalakan lampu ke bagian lampu indikator dan nyalakan alarm. Semua perintah dalam list program yang dibaca oleh IC Atmel AT89S51. List program yang dimaksud dapat dilihat pada lampiran.
5. Display Counter
Salah satu keluaran dari rangkaian mikrokontroller adalah munculnya angka 1 (satu) sampai dengan 10 (sepuluh) pada display counter. Jadi display counter akan menampilkan hitungan angka dari 1 (satu) hingga 10 (sepuluh) secara berulang dan terus menerus sesuai perintah dari rangkaian mikrokontroller.
Adapun sistem yang dipakai display counter adalah sistem display segmen anoda seri SM4108.
Gambar. 4. 4 Konfigurasi common anoda
Seven segmen tersusun dari 8 buah led yang dibentuk menyerupai angka 8 yang terdiri dari 7 segmen dan ditambah 1 segmen berupa titik (dot). Dari gambar diatas tampak jelas pada sisi anoda pada LED tiap segmennya digabungkan sehingga sering disebut anoda bersama. Untuk common anoda agar segmennya dapat menyala harus diberi logila LOW (GND).
Berikut adalah cara untuk menampilkan angka pada common anoda, disini akan ditampilkan angka 7 (tujuh).
Gambar. 4. 5 Tampilan common anoda
Dari gambar diatas terlihat jelas bahwa untuk menampilkan angka 7 pada CA harus menyalakan segment a (bit0), b (bit1) dan c (bit2) dengan memberikan logika LOW (GND).
Dari penjelasan diatas dapat dibuat tabel untuk menampilkan angka dari 0-9.
Tabel. 4. 1 Tabel untuk menampilkan angka dari 0-9 sistem common anoda
Cara kerja seven segment jika di-interface-kan dengan mikrokontroler. Dimisalkan ingin menampilkan angka 21 pada seven segment, maka akan membutuhkan 2 buah seven segment (digit1=2 dan digit2=1). Dan pada prinsipnya cara kerja seven segment dilakukan secara scanning yaitu “jika ingin menampilkan 21, maka akan menampilkan angka 2 terlebih dahulu pada seven segment digit1 (digit ke1) dengan mematikan digit2. Kemudian akan menampilkan angka 1 pada seven segment digit2 dengan mematikan digit1″. Metode inilah yang dinamakan scanning, dengan melakukan scanning secara cepat (biasanya 25x dalam 1 detik), maka mata kita tidak akan bisa mengikuti scanning seven segment tersebut sehingga mata kita akan melihat bahwa semua seven segmen (digit1-digit2) menyala secara bersamaan.
Kita pilih metode scanning dikarenakan metode scanning dapat mengurangi konsumsi daya listrik dibandingkan dengan menyalakan semua seven segment. Dan yang paling penting yaitu dapat menghemat pemakaian pin-pin mikrokontroler, sehingga tidak banyak input/output yang terpakai untuk mengakses seven segment.
6. Lampu Indikator dan Alarm
Lampu indikator dan alarm merupakan bentuk keluaran terakhir dari mikrokontroller. Keduanya bagian ini hanya akan bekerja jika mendapat sinyal perintah dari mikrokontroller. Lampu indikator akan menyala dan alarm akan berbunyi ketika counter display menunjukan angka 10 (sepuluh). Lampu indikator dan alarm bekerja secara bersamaan.
Artinya barang bawaan yang dalam hal ini diwakili benda uji masuk dalam hitungan 10 % (sepuluh persen) dan wajib dilakukan pemeriksaan manual dengan tangan.
4.2 Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan guna memastikan bahwa alat penghitung random dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Agar mendapatkan hasil data yang maksimal pengujian dilapangan dilaksanakan selama 1 (satu) minggu dan setiap harinya 3 (tiga) kali menyesuaikan jadwal kerja petugas keamanan penerbangan serta jadwal penerbangan yang ada. Setiap shift dilaksanakan pengujian alat selama 2 (dua) jam. Semua kegiatan pengujian alat tersebut diatas dilaksanakan di Bandar Udara Internasional I Gusti Ngurah Rai Bali.
Adapun yang menjadi titik berat pengujian alat diantaranya:
1) Kemampuan alat melakukan penghitungan random;
2) Kualitas alat, apakah terjadi kesalahan (error) selama bekerja;
3) Kemungkinan diperlukannya perbaikan atau pengembangan alat.
Berikut rangkuman data hasil pengujian alat penghitung random:
Tabel. 4. 2 Rekap Hasil Pengujian Alat Penghitung Random Dilapangan
Untuk data hasil pengujian alat penghitung random yang lebih lengkap dapat dilihat pada checklist hasil pengujian alat tiap harinya sebagaimana terlampir.
4.3 Penghitungan Random Manual Oleh Peneliti
Untuk lebih menyakinkan, maka sebagai pembanding atau koreksi terhadap data hasil pengujian alat penghitung random dilapangan, peneliti juga melakukan praktek penghitungan random secara manual. Artinya, selama proses penghitungan random oleh alat sedang berlangsung peneliti juga menghitung.
Ketika peneliti menghitung ke- 1 alat juga harus menghitung ke- 1, ketika peneliti menghitung ke- 3 alat juga harus menghitung ke- 3, dan bila peneliti menghitung ke- 10 maka alat harus menghitung ke- 10 disertai menyalanya lampu indikator serta terdengar suara alarm. Begitu seterusnya berulang.
Berikut rangkuman data hasil penghitungan secara manual oleh peneliti:
Tabel. 4. 3 Rekap Hasil Penghitungan Manual Oleh Peneliti
Untuk data hasil penghitungan manual oleh peneliti yang lebih lengkap dapat dilihat pada checklist hasil pengujian alat tiap harinya sebagaimana terlampir.
Gambar. 4. 4 Konfigurasi common anoda
Seven segmen tersusun dari 8 buah led yang dibentuk menyerupai angka 8 yang terdiri dari 7 segmen dan ditambah 1 segmen berupa titik (dot). Dari gambar diatas tampak jelas pada sisi anoda pada LED tiap segmennya digabungkan sehingga sering disebut anoda bersama. Untuk common anoda agar segmennya dapat menyala harus diberi logila LOW (GND).
Berikut adalah cara untuk menampilkan angka pada common anoda, disini akan ditampilkan angka 7 (tujuh).
Gambar. 4. 5 Tampilan common anoda
Dari gambar diatas terlihat jelas bahwa untuk menampilkan angka 7 pada CA harus menyalakan segment a (bit0), b (bit1) dan c (bit2) dengan memberikan logika LOW (GND).
Dari penjelasan diatas dapat dibuat tabel untuk menampilkan angka dari 0-9.
Tabel. 4. 1 Tabel untuk menampilkan angka dari 0-9 sistem common anoda
Cara kerja seven segment jika di-interface-kan dengan mikrokontroler. Dimisalkan ingin menampilkan angka 21 pada seven segment, maka akan membutuhkan 2 buah seven segment (digit1=2 dan digit2=1). Dan pada prinsipnya cara kerja seven segment dilakukan secara scanning yaitu “jika ingin menampilkan 21, maka akan menampilkan angka 2 terlebih dahulu pada seven segment digit1 (digit ke1) dengan mematikan digit2. Kemudian akan menampilkan angka 1 pada seven segment digit2 dengan mematikan digit1″. Metode inilah yang dinamakan scanning, dengan melakukan scanning secara cepat (biasanya 25x dalam 1 detik), maka mata kita tidak akan bisa mengikuti scanning seven segment tersebut sehingga mata kita akan melihat bahwa semua seven segmen (digit1-digit2) menyala secara bersamaan.
Kita pilih metode scanning dikarenakan metode scanning dapat mengurangi konsumsi daya listrik dibandingkan dengan menyalakan semua seven segment. Dan yang paling penting yaitu dapat menghemat pemakaian pin-pin mikrokontroler, sehingga tidak banyak input/output yang terpakai untuk mengakses seven segment.
6. Lampu Indikator dan Alarm
Lampu indikator dan alarm merupakan bentuk keluaran terakhir dari mikrokontroller. Keduanya bagian ini hanya akan bekerja jika mendapat sinyal perintah dari mikrokontroller. Lampu indikator akan menyala dan alarm akan berbunyi ketika counter display menunjukan angka 10 (sepuluh). Lampu indikator dan alarm bekerja secara bersamaan.
Artinya barang bawaan yang dalam hal ini diwakili benda uji masuk dalam hitungan 10 % (sepuluh persen) dan wajib dilakukan pemeriksaan manual dengan tangan.
4.2 Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan guna memastikan bahwa alat penghitung random dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Agar mendapatkan hasil data yang maksimal pengujian dilapangan dilaksanakan selama 1 (satu) minggu dan setiap harinya 3 (tiga) kali menyesuaikan jadwal kerja petugas keamanan penerbangan serta jadwal penerbangan yang ada. Setiap shift dilaksanakan pengujian alat selama 2 (dua) jam. Semua kegiatan pengujian alat tersebut diatas dilaksanakan di Bandar Udara Internasional I Gusti Ngurah Rai Bali.
Adapun yang menjadi titik berat pengujian alat diantaranya:
1) Kemampuan alat melakukan penghitungan random;
2) Kualitas alat, apakah terjadi kesalahan (error) selama bekerja;
3) Kemungkinan diperlukannya perbaikan atau pengembangan alat.
Berikut rangkuman data hasil pengujian alat penghitung random:
Tabel. 4. 2 Rekap Hasil Pengujian Alat Penghitung Random Dilapangan
Untuk data hasil pengujian alat penghitung random yang lebih lengkap dapat dilihat pada checklist hasil pengujian alat tiap harinya sebagaimana terlampir.
4.3 Penghitungan Random Manual Oleh Peneliti
Untuk lebih menyakinkan, maka sebagai pembanding atau koreksi terhadap data hasil pengujian alat penghitung random dilapangan, peneliti juga melakukan praktek penghitungan random secara manual. Artinya, selama proses penghitungan random oleh alat sedang berlangsung peneliti juga menghitung.
Ketika peneliti menghitung ke- 1 alat juga harus menghitung ke- 1, ketika peneliti menghitung ke- 3 alat juga harus menghitung ke- 3, dan bila peneliti menghitung ke- 10 maka alat harus menghitung ke- 10 disertai menyalanya lampu indikator serta terdengar suara alarm. Begitu seterusnya berulang.
Berikut rangkuman data hasil penghitungan secara manual oleh peneliti:
Tabel. 4. 3 Rekap Hasil Penghitungan Manual Oleh Peneliti
Untuk data hasil penghitungan manual oleh peneliti yang lebih lengkap dapat dilihat pada checklist hasil pengujian alat tiap harinya sebagaimana terlampir.
0 komentar:
Posting Komentar